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大规模储能为何不用镍氢电池?

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2025-02-06 10:02:26   点击量:345

摘要


镍氢电池是20世纪80年代末在镍镉电池的基础上发展起来的新产品。除采用贮氢合金电极代替镉电极外,其他方面与镍镉电池基本相同。作为绿色环保二次电池的镍金属氢化物(nickel metal hydride)二次电池,一般简称为镍氢(Ni-MH)电池。镍氢二次电池以Ni(OH)2作正极活性物质,贮氢合金(M)作负极活性物质,电解液采用KOH水溶液。镍氢电池经充电后,正极Ni(OH)2转变为NiOOH,负极贮氢合金吸氢后成为金属氢化物,因而实现了可逆充放电使用。与镍镉电池相比:镍氢电池具有比容量高、高低温性能好、大功率放电好、无污染、安全性高以及较低的记忆效应等优点。

镍氢电池的原理

镍氢电池是一种碱性电池,正极采用氢氧化镍(简称镍电极),负极采用由贮氢材料作为活性物质的氢化物电极,电解质为氢氧化钾水溶液,其化学式可表示为:

(-)M∕MH |KOH(6mol/L) |Ni(OH)2∕NiOOH(+)

镍氢电池在进行正常的充放电时,Ni-MH电池正、负极上发生的电化学反应及整个电池成流反应可表示如下:

正极:Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e

负极:M + H2O + e → MH + OH-

电池总反应:Ni(OH)2 + M → NiOOH + MH

上述反应为充电反应,放电反应为充电反应的逆反应,放电过程正好是充电过程的逆过程。

镍氢电池的结构

镍氢电池的主要组成包括:正极、负极、隔膜、电解液,钢壳、盖帽等。为了与锂离子电池竞争,Ni-MH 电池正在向高容量化方向发展。目前,AA电池高容量已达2500-2700mAh,AAA电池高容量达到900-1000mAh。就单体电池而言,同型号的镍氢电池单体容量已经超过目前锂离子电池产品。

与锂离子电池相比,镍氢电池的劣势在能量密度。这个是受限于电化学体系,镍氢电池电压是1.2V,锂离子电池是3.6V/3.7V。其次是镍氢电池的成本,镍氢电池高速发展的时期,相比较于锂离子电池,成本有点优势,但是随着锂离子电池材料国产化,原材料成本下降非常明显,二者成本方面出现反转,锂电池的成本更有竞争力,这也是造成镍氢电池市场萎缩的原因之一。

作为一种成熟的化学电源,镍氢电池有其自身的电化学性能特性优势:

(1)安全性,耐过充过放,耐滥用。

(2)比较宽的使用温度范围区间,-40度--85度。

(3)倍率性能方面,尤其是快充性能,可以达到10C以上快速充电;高倍率放电性能优异,可以达到30C以上倍率放电。

新型镍氢电池

传统铅酸电池存在寿命短、能效低且污染严重等缺点,传统镍-金属氢化物电池则成本高、寿命短,新型镍氢储能电池是基于传统镍-金属氢化物电池的改进,具有超高安全性、低成本长寿命、环境友好、易于回收等优势。

据外媒报道,美国可再生能源开发商Pine GateRenewables公司日前与镍氢电池集团EnerVenue公司签署了第二份长期供应谅解备忘录(MOU),旨在采用镍氢电池替代锂离子电池。

就在与Urban电力公司签署谅解备忘录并在类似的时间框架内采购高达4.5GWh镍氢电池两天后, Pine Gate公司在5月19日宣布了与总部位于加利福尼亚的EnerVenue公司达成这笔交易。

图片EnerVenue公司的储能解决方案

Pine Gate公司表示,它将在美国各地的公用事业规模项目中部署Ener Venue公司提供高达2.4GWh镍氢电池储能系统。

EnerVenue公司首席执行官表示,镍氢电池储能系统可以提供持续时间为2~12小时的电力和几乎无限的充放电次数。

Pine Gate公司储能业务总监Raafe Khan说,“EnerVenue公司的电池提供了一种与众不同的价值主张——在较宽的温度范围内降低退化程度,降低维护成本,同时不存在火灾或热失控风险。这些电池还具有可堆叠的外形尺寸,可以使用30年以上,同时每天可以多次充放电。”

Pine Gate公司在美国拥有和运营1GW储能资产和16GW项目规划。

Khan指出,锌电池如今在数据中心的应用中占据一席之地,而EnerVenue公司开发的镍氢电池是恶劣气候下远程运营微电网的一种理想选择,因为它可以承受比锂离子电池更极端的温度。

EnerVenue公司首席营收官Randy Selesky表示:“Pine Gate公司在启动和运营可再生能源发电项目和储能项目方面表现出色,是部署EnerVenue创新电池储能系统的理想合作伙伴。”

此外,EnerVenue公司于去年9月从包括Schlumberger新能源公司、沙特阿美能源风险投资公司和斯坦福大学在内的投资者筹集了1亿美元A轮融资。

小结
      1. 镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。

  镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。

  镍氢电池是氢能源应用的一个重要方向。


  2. 镍氢电池成本高。

  储能对于电池的要求没有动力电池要求高,成本是制约储能产业的主要因素,所以镍氢电池目前用于大范围储能是不现实的。

  镍氢电池价格高,因此大规模储能不合算。


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  • 安全
  • 可靠
  • 环保
  • 高效
  • 高性能

    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
    撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。

  • 高可靠

    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
    符合国军标要求。