新型储能技术创新路线图新型储能技术创新路线图编委会龚少明译_新型储能技术创新路线图编委会_9787111761747

《新型储能技术创新路线图》是各储能领域专家及其团队的研究积累和总结，编制了现阶段至2030年新型储能技术关键指标，并描绘了未来发展技术路线图。本书内容明确了新型储能的定义和边界，介绍了全球新型储能产业的发展共识，强调了新型储能技术在电力系统中的重要性，提出了新型储能技术发展的重大意义，包括保障能源安全、推进绿色转型、培育支柱产业、建立全球优势、打造中国名片等方面。此外，还全面概括了电化学储能、机械储能、电磁储能、储热（冷）和氢储能等新型储能技术发展和工程化应用，并对能源电子技术、储能系统集成技术及电化学储能电站安全技术进行了全面的总结。
《新型储能技术创新路线图》对政府、企业、科研机构等相关领域人员有很高的参考价值，对促进新型储能技术的创新和发展，推动我国能源产业结构升级，打造新的经济增长点具有重要的作用，本书将为我国新型储能技术的发展提供关键指导和参考。

前　言

新型储能是构建新型电力系统的重要技术和基础装备，也是催生能源新业态、抢占国际战略新高地的重要领域。研究探索和推广新型储能技术将在能源结构调整、能源利用效率提升、电力系统优化、新兴产业发展、环境保护以及应对气候变化等领域产生重大意义。当前，新型储能产业迎来重要战略机遇期，各种新型储能技术百花齐放。未来十年，新型储能技术将在安全、成本、性能、寿命等领域取得更多核心技术方面的突破，形成成熟且多样化的产业集群。
为推动新型储能规模化、产业化高质量发展，编委会针对新型储能技术创新路线和产业发展战略开展研究，以期为相关领域的政策制定、科技攻关、资金投入等提供参考和依据。
新型储能是汇集新能源技术、储能本体技术、储能支撑技术和电气工程的融合交叉学科，技术创新路线的研究涉及能源、电力、信息、材料、机械、化学、金融、自动化等多个领域。自2023年3月，编委会开始启动《新型储能技术创新路线图》编制工作。期间通过文献研究、实地调研、专家访谈、会议论坛等多种方式组织了来自政府部门、高校院所、科技企业及社会团体等单位的近千名专家、工程技术人员及企业家参与广泛的调研和细致的论证。《路线图》主要编制单位包括有研（广东）新材料技术研究院、广东新型储能国家研究院有限公司、清华大学深圳国际研究生院、广东省大汽联科技有限公司、广东省科学技术情报研究所、南方科技大学、北京理工大学、华南理工大学、中山大学、工业和信息化部电子第五研究所、佛山仙湖实验室、深圳大学、深圳市清新电源研究院、中国科学院广州能源研究所等。
《新型储能技术创新路线图》共分为10章，围绕新型储能高质量发展，擘画蓝图，开展技术分析与研判，规划创新发展策略。其中第1章是概述，明确新型储能内涵与边界，系统梳理产业链、技术链和电化学储能电站的构成，进一步规范新型储能分类，探讨了技术创新愿景、目标与发展方向；第2-9章是路线图的核心内容，分别为电化学储能、机械储能、电磁储能、储热（冷）、氢储能等5大本体技术以及能源电子技术、储能系统集成技术、电化学储能电站安全技术等3大规模化支撑技术，这几章紧密结合我国的产业特征，分析国内外技术现状，研判发展趋势，凝练创新需求；第10章提出了新型储能未来发展路径和策略。
新型储能产业具有显著的战略性、引领性、颠覆性特点。《新型储能技术创新路线图》紧贴新一轮科技革命和产业变革趋势，面向国家重大需求和战略必争领域，系统分析产品技术现状及核心参数，逐个研判新型储能不同技术路线的产业化进程和发展优先级，提出技术创新愿景与技术攻关重点问题清单，提出前瞻部署、梯次培育的技术创新路径，为推动创新链产业链资金链人才链深度融合提供重要参考，为引领科技进步、带动产业升级、培育新质生产力提供战略指引。在参考《新型储能技术创新路线图》的基础上，政府部门能够更好地统筹引导科技企业、高校院所等创新主体结合产业基础和资源禀赋，发挥新型举国体制优势，合理规划、精准培育和错位发展新型储能产业，发挥前沿技术增量器作用，瞄准高端、智能和绿色等方向，加快传统产业转型升级，为建设现代化产业体系提供新动力。通过本书的阅读，希望读者能够更全面更深刻地领会新型储能技术在新型电力系统构建中的重要性，更准确更科学地认识新型储能技术的发展现状和未来趋势。
《新型储能技术创新路线图》的编制受中国工程院重大战略咨询项目（广东省新型储能产业发展战略与技术路线研究，2024-DFZD-19）的资助，在此致以诚挚的感谢。
受数据资料和编写时间所限，《路线图》难免有疏漏之处，恳请各位读者批评指正！

孙学良　
2024年6月

目录
序
前言
第1章　概述
1.1　基本概念2
1.1.1　定义与边界2
1.1.2　路线图的目的与范围6
1.2　产业链构成9
1.2.1　产业链总体情况9
1.2.2　锂离子电池产业链9
1.3　技术链构成11
1.4　电化学储能电站构成18
1.4.1　系统构成18
1.4.2　关键技术20
1.4.3　核心设备及组件22
1.5　发展历程24
1.5.1　人类社会中的储能24
1.5.2　电力系统中的储能27
1.6　产业科技发展背景与现状31
1.7　产业科技发展重大意义39
1.8　技术创新愿景与目标41
1.8.1　发展愿景41
1.8.2　发展目标42
1.9　趋势研判44
第2章　电化学储能
2.1　锂离子电池48
2.1.1　技术分析49
2.1.1.1　正极材料50
2.1.1.2　负极材料55
2.1.1.3　电解液65
2.1.1.4　隔膜71
2.1.1.5　集流体75
2.1.1.6　粘结剂78
2.1.2　技术创新路线图81
2.1.3　技术创新需求83
2.2　钠离子电池84
2.2.1　技术分析84
2.2.1.1　正极材料85
2.2.1.2　负极材料93
2.2.1.3　电解液95
2.2.2　技术创新路线图99
2.2.3　技术创新需求99
2.3　固态电池101
2.3.1　技术分析103
2.3.1.1　聚合物固态电池103
2.3.1.2　氧化物固态电池106
2.3.1.3　硫化物固态电池108
2.3.1.4　卤化物固态电池112
2.3.2　技术创新路线图113
2.3.3　技术创新需求115
2.4　液流电池116
2.4.1　技术分析117
2.4.1.1　全钒液流电池117
2.4.1.2　铁铬液流电池130
2.4.1.3　锌系液流电池133
2.4.1.4　其他液流电池137
2.4.2　技术创新路线图140
2.4.3　技术创新需求142
2.5　铅炭电池142
2.5.1　技术分析143
2.5.1.1　铅炭电池本体技术144
2.5.1.2　铅炭电池关键材料145
2.5.2　技术创新路线图148
2.5.3　技术创新需求150
2.6　电池循环回收技术150
2.6.1　技术分析150
2.6.1.1　循环再造电池材料技术150
2.6.1.2　退役电池梯次利用技术154
2.6.2　技术创新路线图156
2.6.3　技术创新需求158
第3章　机械储能
3.1　压缩空气储能160
3.1.1　技术分析161
3.1.2　技术创新路线图169
3.1.3　技术创新需求171
3.2　飞轮储能171
3.2.1　技术分析171
3.2.2　技术创新路线图177
3.2.3　技术创新需求177
第4章　电磁储能
4.1　超级电容器182
4.1.1　技术分析182
4.1.1.1　超级电容器关键材料184
4.1.1.2　双电层超级电容器190
4.1.1.3　赝电容超级电容器191
4.1.1.4　混合型超级电容器193
4.1.2　技术创新路线图195
4.1.3　技术创新需求195
4.2　超导磁储能197
4.2.1　技术分析197
4.2.2　技术创新路线图200
4.2.3　技术创新需求202
第5章　储热（冷）
5.1　储热技术204
5.1.1　技术分析204
5.1.1.1　显热储热204
5.1.1.2　潜热储热208
5.1.1.3　热化学储热209
5.1.2　技术创新路线图212
5.1.3　技术创新需求212
5.2　储冷技术214
5.2.1　技术分析215
5.2.1.1　水蓄冷215
5.2.1.2　冰蓄冷216
5.2.1.3　共晶盐蓄冷218
5.2.2　技术创新路线图219
5.2.3　技术创新需求221
第6章　氢储能
6.1　制氢技术225
6.1.1　碱性电解水制氢226
6.1.1.1　技术分析226
6.1.1.2　技术创新路线图233
6.1.1.3　技术创新需求235
6.1.2　质子交换膜电解水制氢235
6.1.2.1　技术分析235
6.1.2.2　技术创新路线图245
6.1.2.3　技术创新需求245
6.1.3　固体氧化物电解水制氢247
6.1.3.1　技术分析247
6.1.3.2　技术创新路线图249
6.1.3.3　技术创新需求251
6.1.4　阴离子交换膜电解水制氢251
6.1.4.1　技术分析251
6.1.4.2　技术创新路线图257
6.1.4.3　技术创新需求259
6.1.5　其他制氢技术259
6.1.5.1　技术分析259
6.1.5.2　技术创新路线图265
6.1.5.3　技术创新需求267
6.2　储氢技术267
6.2.1　技术分析272
6.2.1.1　高压气态储氢272
6.2.1.2　低温液态储氢287
6.2.1.3　固态储氢298
6.2.1.4　有机液体储氢304
6.2.2　技术创新路线图309
6.2.3　技术创新需求310
6.3　燃料电池313
6.3.1　质子交换膜燃料电池314
6.3.1.1　技术分析314
6.3.1.2　技术创新路线图336
6.3.1.3　技术创新需求338
6.3.2　固体氧化物燃料电池338
6.3.2.1　技术分析338
6.3.2.2　技术创新路线图357
6.3.2.3　技术创新需求357
6.4　氢加注技术359
6.4.1　技术分析359
6.4.1.1　氢气压缩机360
6.4.1.2　加氢机362
6.4.1.3　直接加注型电解堆363
6.4.2　技术创新路线图364
6.4.3　技术创新需求366
第7章　能源电子技术
7.1　智能传感器368
7.1.1　技术分析368
7.1.1.1　温度传感器369
7.1.1.2　气体传感器371
7.1.1.3　压力传感器372
7.1.2　技术创新路线图374
7.1.3　技术创新需求374
7.2　芯片376
7.2.1　技术分析376
7.2.1.1　电池管理芯片376
7.2.1.2　电源管理芯片377
7.2.1.3　通用控制芯片378
7.2.2　技术创新路线图380
7.2.3　技术创新需求382
7.3　功率半导体器件382
7.3.1　技术分析384
7.3.1.1　MOSFET384
7.3.1.2　GaN HEMT392
7.3.1.3　IGBT395
7.3.2　技术创新路线图398
7.3.3　技术创新需求400
第8章　储能系统集成技术
8.1　技术分析404
8.1.

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