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电能源技术发展规划

作者:中国储能网新闻中心 来源:电源技术 发布时间:2017-02-22 浏览:

中国储能网讯:新能源是以新技术和新材料为基础的传统能源之外的能源形式,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核能等。电能源是新能源的一个很小的分支,虽然很小,但在未来会起到重要作用。2015年3月26日,国家23部委确定我国7个战略性新兴产业,新能源和新能源汽车占据两席。预计到2020年,新兴产业GDP占比15%,新能源占比18%。电能源在未来的发展前景广阔。

电能源技术由发电技术、储能技术和传输与控制技术三大技术构成技术体系。其产业链以锂电为例,形成从材料、制成电芯(器件)、形成系统到最后集成应用的产业链。在这个产业链里,最具价值的是一头一尾,即材料和集成应用。

物理电源方面,太阳电池在硅的基础上发展出了砷化镓太阳电池,但砷化镓太阳电池三结到多结的效率提高已经遇到了瓶颈。接下来太阳电池该怎么发展,目前还没有定论。总体来看比较实际的是在三结砷化镓太阳电池基础上,继续发展四结到六结电池,这里的核心技术是键合技术。美国EMCORE公司的IMM四结电池的AM0效率达到34.5%,是目前空间效率的最好水平。美国光谱实验室五结太阳电池AM1.5效率达到38.8%。太阳电池的另外一个发展方向是薄膜化。空间太阳电池阵已从刚性发展到半刚性再到全柔性,未来建设空间站和空间电站,需要大面积的、展开容易的太阳电池阵,那么就需要开发空间柔性太阳电池阵。柔性太阳电池问题是如何降低成本,其大面积应用还存在很多问题。另外还有研究光谱调控太阳电池。传统的太阳电池是考虑如何用材料适合光谱,分段进行高效的转化吸收。那么能不能把光谱进行调控,用合适的太阳电池进行转换。哪个技术路线的效率更高,目前是太阳电池研究探索和思考的主要问题。

化学电源方面,从传统的水系列电池到非水系列的锂电池,以锂离子为代表的二次电池,现在过渡到锂金属电池,寻找更高的能量体系是国内外的探索重点。锂电池的制造方式上,传统的封装工艺和卷绕集成的方式都很成熟。电池定制是将来军用和民用的主要产品供应方式。材料方面,电动车还是磷酸铁锂三元材料和NCA应用较多,提高稳定性和安全性是研发重点。新的富锂锰基材料的研究有很大进步,但是还存在很多问题,估计“十三五”很长一段时间要进行这个材料的攻关。在锂电池安全性方面,国内外都在进行各种研究探索,电解液固态化是研究方向之一。

科研方法方面,国际上比较先进的是高通量实验方法,即采用高通量组合制备与表征技术,大幅提高材料研发效率,加速材料科学规律的探索发现,缩短研究时间。在制造技术上,向多维多尺度智能化发展。制造精度延伸到微观尺度;制造尺度呈现向微观和宏观同时拓展的跨尺度趋势;制造维度向3D、4D甚至高维度发展;制造集成度向多功能、系统化发展;制造过程要求数字化和智能化不断融合。

电能源技术发展趋势可概括为“四化一长”,即高效化、致密化、高效率化和长寿命,同时关注智能定制技术、电能无线互联与电源的智能化。

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关键字:储能电池

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