太阳能发电较传统能源相比，具备清洗、无污染的特殊优势。太阳能发电目前正大规模的应用于大家身边的每个角落，然而在无光照的时候（阴雨天、夜晚），大家又该怎么样发电呢？这就需要大家的一个“得力干将”——储能锂电池。

锂离子电池可以达成化学能与电能的相互转化。在光照充足时，由太阳能产生的多余的电能转化成化学能，给锂离子电池充电，因此等于这部分多余的电能被储存起来；在光照不充足甚至没光照时，为保证居民用电平稳，锂离子电池开始放电，这个时候化学能转化成电能，用来弥补因光照欠缺导致的用电失衡，从而确保电力输出的靠谱性与品质。

锂电池储能过程是一个基本的氧化还原反应，这主要依靠于两极的锂离子浓度差。在充电过程中，锂离子从正极脱嵌，经过电解液嵌入负极，负极因此处于富锂状况。此时，电子通过外电路从正极流向负极，形成电流，完成储能过程。放电过程则相反，锂离子从负极脱嵌，经过电解液返回正极，同时电子通过外电路从负极流向正极，产生电流供外部用，这使得在光照不足时，放电过程等于一个应对策略。这一过程可以形象地比喻为“摇椅电池”，由于锂离子在正负极之间往返嵌入和脱嵌，就像摇椅一样来回移动，使其广泛应用于光伏发电的储能范围。

锂离子电池包含四部分组成：正极材料、负极材料、电解液、电池隔膜。

1） 正极材料：包含钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料（镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂）。其中三元材料能量密度高，续航时间长，磷酸铁锂更安全，本钱更低，寿命更长。正极材料是电池的重点部分，其性能直接影响电池的性能。而今，钴酸锂凭着其靠谱的导电率、大比容量与高振实密度等优势，得到广泛应用，但本钱较高，对环境有肯定的害处。所以目前主要研究其他可替代的正极材料，譬如将层状镍酸锂用作正极材料的锂电池，其比容量可达到240mAh/g,但镍酸锂不容易合成且首圈容量损失达到20%,再加上其缺少好的结构稳定性及化学稳定性，循环寿命不长。虽然使用锰、镁、铝等金属取代镍可在一定量上弥补不足，但仍难在市场上大规模应用。

2） 负极材料：起着能量的储存与释放有哪些用途、影响着锂离子电池的能量密度。在电池本钱中，负极材料约占10%。现在锂离子电池负极材料主要分为碳负极材料、合金型负极材料、过渡金属氧化物。材料市场应用程度最高的是碳材料中的石墨类负极材料。第一，碳材料具备好的电化学稳定性，可以防止用性质活泼的金属锂，提升了电池的安全性和循环性能‌。第二，是由于它具备较高的比容量。比容量大可以帮助容纳锂离子，从而提升电池的容量‌。除此之外，碳一般具备较大的比表面积和丰富的孔隙结构，这类特质也能够帮助锂离子的脱吸附和嵌入，进一步提高了电池的性能‌。最后，碳负极材料因其高能量密度和好的综合性能，具备迅速充电、高安全性和环境友好的特征‌。合金型负极材料拥有较高的嵌锂电位，有着好的安全性。但，这种负极材料在充放电时不只会发生较大的体积转变，而且缺少好的循环稳定性。为解决合金型负极材料循环稳定性不足的问题，重点在于对其表面进行改性处置，譬如引入碳材料复合技术、材料表面喷涂技术等，可在一定量上提高其循环稳定性。为研发出拥有高循环稳定性的电极材料，过渡金属氧化物是十分理想的选择。过渡金属氧化物不只具各靠谱的循环稳定性、较高的比容量，而且造价偏低、易于获得。 但，这种材料仍处在研发阶段，技术还不够成熟。

3） 电解液：电解液作为锂电池的要紧组成部分，在锂电池中发挥了要紧用途，可在正负极之间传导离子，对锂电池的比容量、循环稳定性、安全性等性能指标也有要紧影响。从锂电池的性能及安全性角度而言，电解液应满足下述3项需要:(1)好的稳定性，确保在充放电时鲜少出现副反应； (2)拥有较宽的工作电位范围:(3)拥有较高的离子导电率。由于单一溶剂不是万能的，所以目前锂电池常见使用多溶剂混合型电解液。另外，添加剂会对其循环稳定性产生肯定影响，适当成效更好，这是因为有些添加剂会促进稳定固液界面膜的形成，而稳定的固液界面膜可用作保护层以妨碍电解液与电极材料发生反应，进一步提高锂电池的循环稳定性。

4） 隔膜：现在商业化锂电池隔膜材料主如果聚乙烯/PE、聚丙烯/PP微孔膜。依据制备办法，隔膜可以分为干法、湿法和涂覆隔膜： 干法隔膜用于电动汽车、 电动自行车、电动工具、 数码商品、储可以用电池范围；湿法隔膜用于电动汽车、电动工具、高档数码类用锂离子电池；涂覆隔膜用于对安全性需要更高的动力、数码电动电池范围。

储能锂电池的一些常用规格，包含电压、容量、尺寸、最大充电电流和最大放电电流、寿命等多个方面。具体如下：

1.电压

储能锂电池的标称电压一般为3.2V、3.7V、12V等。其中3.2V和3.7V的标称电压用于家庭储能、备用电源等场所，12V的标称电压用于电力系统等大型场所。

2. 容量

储能锂电池的容量一般用mAh或Ah来表示，顾名思义，这是电池一次放电可以输出的电流，容量越大，一次放电时间就越长。现在常见的储能锂电池容量有100Ah、200Ah等多种规格，一般适用于不同需要和电力系统大小。

3. 尺寸

储能锂电池的尺寸也是其规格之一，它决定了电池的外形尺寸大小，对于储能设施的结构设计尤为重要。现在容易见到的储能锂电池有8Ah、10Ah、20Ah 等规格，尺寸不同，适用范围也不同。可依据需要选择不同尺寸规格的储能锂电池。

4. 最大充电电流和最大放电电流

储能锂电池最大充电电流和最大放电电流是其要紧规格之一，也是保证电池工作正常的首要条件。最大充电电流一般以C为单位，典型值0.2C和0.5C，最大放电电流一般以C为单位，典型值为1C和3C。

5. 寿命

储能锂电池的寿命表现为循环寿命和年限寿命两个方面，循环寿命指电池可以循环用的次数，年限寿命指电池用年限。现在市场上容易见到的储能锂电池其循环寿命在600-1200次之间，年限寿命在5-15年之间。

储能锂电池的意义在于它不只可以解决电力资源的时空不匹配问题，提升能源借助效率，还可以促进清洗能源的应用，降低碳排放，对于达成能源转型和可持续进步具备要紧的意义。但同时储能锂电池存在本钱高、安全性差、寿命有限等问题，假如提供电流过大，存在爆炸隐患。由锂离子电池引出的问题有待解决，需要广大研究职员推进锂离子有关产业的不断革新，大大降低锂离子电池的制作本钱。假如这类问题可以克服，那样储能锂电池的应用规模会愈加广阔。此外，锂电池的应用层面不只在于光伏发电上，而且还在于家庭储能系统、微电网、大型电网储能等方面。

参考文献;

1高端妮，郭宏伟，王毅等作者，磷酸铁锂电池材料常识演讲及发展势头的可视化剖析.硅酸盐通报，2023（3），42（3）：1087、1090

2孟亚斌，高性能锂电池材料的应用趋势研究，新材料与新技术，化工设计通讯，2022（10），48（10）：44-46.

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