本文目录一览：
储能有哪些种类又有哪些优点与缺点
电类储能有多少种类型？电气类储能的应用形式只有超级电容器储能和超导储能。
1、超级电容器储能
根据电化学双电层理论研制而成的，又称双电层电容器，两电荷层的距离非常小(一般0.5mm以下)，采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。
超级电容器储能开发已有50多年的历史，近二十年来技术进步很快，使它的电容量与传统电容相比大大增加，达到几千法拉的量级，而且比功率密度可达到传统电容的十倍。
超级电容器储能将电能直接储存在电场中，无能量形式转换，充放电时间快，适合用于改善电能质量。由于能量密度较低，适合与其他储能手段联合使用。
2、超导储能
超导储能系统是由一个用超导材料制成的、放在一个低温容器(cryogenic vessel) (杜瓦Dewar )中的线圈、功率调节系统(PCS)和低温制冷系统等组成。
能量以超导线圈中循环流动的直流电流方式储存在磁场中。
超导储能适合用于提高电能质量，增加系统阻尼，改善系统稳定性能，特别是用于抑制低频功率振荡。
但是由于其格昂贵和维护复杂，虽然已有商业性的低温和高温超导储能产品可用，在电网中应用很少，大多是试验性的。SMES 在电力系统中的应用取决于超导技术的发展 (特别是材料、低成本、制冷、电力电子等方面技术的发展)。
3、铅酸电池
铅酸电池是世界上应用最广泛的电池之一。铅酸电池内的阳极(PbO2)及阴极(Pb)浸到电解液(稀硫酸)中，两极间会产生2V的电势，这就是铅酸电池的原理。
铅酸电池常常用于电力系统的事故电源或备用电源，以往大多数独立型光伏发电系统配备此类电池。目前有逐渐被其他电池(如锂离子电池)替代的趋势。
4、锂离子电池
锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。
充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，此时负极处于富锂态，正极处于贫锂态;放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态，负极处于贫锂态。
由于锂离子电池在电动汽车、计算机、手机等便携式和移动设备上的应用，所以它目前几乎已成为世界上应用最为广泛的电池。
锂离子电池的能量密度和功率密度都较高，这是它能得到广泛应用和关注的主要原因。
它的技术发展很快，近年来，大规模生产和多场合应用使其价格急速下降，因而在电力系统中的应用也越来越多。
锂离子电池技术仍然在不断地开发中，目前的研究集中在进一步提高它的使用寿命和安全性，降低成本、以及新的正、负极材料的开发上。
5、钠硫电池
钠硫电池的阳极由液态的硫组成，阴极由液态的钠组成，中间隔有陶瓷材料的贝塔铝管。电池的运行温度需保持在300℃以上，以使电极处于熔融状态。
日本的NGK公司是世界上唯一能制造出高性能的钠硫电池的厂家。目前采用50kW的模块，可由多个50kW的模块组成MW级的大容量的电池组件。
在日本、德国、法国、美国等地已建有约200多处此类储能电站，主要用于负荷调平、移峰、改善电能质量和可再生能源发电，电池价格仍然较高。
6 、全钒液流电池
在液流电池中，能量储存在溶解于液态电解质的电活性物种中，而液态电解质储存在电池外部的罐中，用泵将储存在罐中的电解质打入电池堆栈，并通过电极和薄膜，将电能转化为化学能，或将化学能转化为电能。
液流电池有多个体系，其中全钒氧化还原液流电池(vanadium redox flow battery, VRFB)最受关注。
这种电池技术最早为澳大利亚新南威尔士大学发明，后技术转让给加拿大的VRB公司。
在2010年以后被中国的普能公司收购，中国的普能公司的产品在国内外一些试点工程项目中获得了应用。
电池的功率和能量是不相关的，储存的能量取决于储存罐的大小，因而可以储存长达数小时至数天的能量，容量也可达MW级，适合于应用在电力系统中。
储能优点与缺点：
各种类型的储能系统中，锂离子电池储能是目前技术相对成熟的一种储能方式。以橄榄石型磷酸铁锂为活性物质的锂离子二次电池，具有较高的能量密度、较低的生产制造成本以及使用寿命长等诸多优点。在电动汽车产业的推动下，与磷酸铁锂电池有关的荷电状态估算、电池集成技术、管理系统等方面更是进行了广泛、深入的研究工作。然而，这些研究多数是在电动汽车使用环境、运行工况和使用条件下进行的，其研究成果和结论并不完全适用于以大规模能量输入/输出为特征的电网储能系统。
储能定义：
从广义上讲，储能即能量存储，是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。
从狭义上讲，针对电能的存储，储能是指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。
九种储能电池技术优劣对比：
一、铅酸电池
主要优点：
1、原料易得，价格相对低廉;
2、高倍率放电性能良好;
3、温度性能良好，可在-40~+60℃的环境下工作;
4、适合于浮充电使用，使用寿命长，无记忆效应;
5、废旧电池容易回收，有利于保护环境。
主要缺点：
1、比能量低，一般30~40Wh/kg;
2、使用寿命不及Cd/Ni电池;
3、制造过程容易污染环境，必须配备三废处理设备。
二、镍氢电池
主要优点：
1、与铅酸电池比，能量密度有大幅度提高，重量能量密度65Wh/kg，体积能量密度都有所提高200Wh/L;
2、功率密度高，可大电流充放电;
3、低温放电特性好;
4、循环寿命(提高到1000次);
5、环保无污染;
6、技术比较锂离子电池成熟。
主要缺点：
1、正常工作温度范围-15~40℃，高温性能较差;
2、工作电压低，工作电压范围1.0~1.4V;
3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵，但是性能比锂离子电池差。
三、锂离子电池
主要优点：
1、比能量高;
2、电压平台高;
3、循环性能好;
4、无记忆效应;
5、环保，无污染;目前是最好潜力的电动汽车动力电池之一。
四、超级电容
主要优点：
1、功率密度高;
2、充电时间短。
主要缺点：能量密度低，仅1-10Wh/kg，超级电容续航里程太短，不能作为电动汽车主流电源。
五、燃料电池
主要优点：
1、比能量高，汽车行驶里程长;
2、功率密度高，可大电流充放电;
3、环保，无污染。
主要缺点：
1、系统复杂，技术成熟度差;
2、氢气供应系统建设滞后;
3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重，在国内的燃料电池车寿命较短。
六、钠硫电池
优势：
1、高比能量(理论760wh/kg;实际390wh/kg);
2、高功率(放电电流密度可达200~300mA/cm2);
3、充电速度快(充满30min);
4、长寿命(15年;或2500~4500次);
5、无污染，可回收(Na，S回收率近100%);6、无自放电现象，能量转化率高;
不足：
1、工作温度高，其工作温度在300~350度，电池工作时需要一定的加热保温，启动慢;
2、价格昂贵，万元/每度;
3、安全性差。
七、液流电池(钒电池)
优点：
1、安全、可深度放电;
2、规模大，储罐尺寸不限;
3、有很大的充放电速率;
4、寿命长，高可靠性;
5、无排放，噪音小;
6、充放电切换快，只需0.02秒;
7、选址不受地域限制。
缺点：
1、正极、负极电解液交叉污染;
2、有的要用价贵的离子交换膜;
3、两份溶液体积大，比能量低;
4、能量转换效率不高。
八、锂空气电池
致命缺陷：固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积，使电解液与空气的接触被阻断，从而导致放电停止。科学家认为，锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍，可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电，因此这种电池可以更小、更轻。全球不少实验室都在研究这种技术，但如果没有重大突破，要想实现商用可能还需要10年。
九、锂硫电池(锂硫电池是一类极具发展前景的高容量储能体系)
优点：
1、能量密度高，理论能量密度可达2600Wh/kg;
2、原材料成本低;
3、能源消耗少;
4、低毒。
未来的新能源储能技术发展趋
行业主要上市公司：宁德时代(002074);派能科技(688063);国轩高科(002074);比亚迪(002594);亿纬锂能(300014);星云股份(300648);均胜电子(600699);科列技术(832432);国电南瑞(600406);华自科技(300490);金风科技(002202);阳光电源(300274);盛弘股份(300693);科华恒盛(002335);科士达(002518)、固德威(688390);阳光电源(300274);科陆电子(002121);南都电源(300068);德赛电池(000049);赣锋锂业(002460)等
本文核心数据：储能板块上市公司研发费用;储能相关论文发表数量
全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“energy
storage”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
储能产业技术概况
1、储能的界定及分类
(1)储能的界定
从广义上讲，储能即能量存储，是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。
从狭义上讲，储能特指针对电能的存储，即利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。
(2)储能的分类
根据不同储能技术储存介质的不同，储能主要分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能、电磁储能等。利用这些储能技术，电能以机械能、化学能、热能等形式存储下来，并适时反馈回电力网络。
2、技术全景图：五大细分技术路线
储能分为机械储能、电磁储能、电化学类储能、热储能以及化学储能五大类技术路线。
储能产业技术发展历程：始于20世纪60年代
从我国储能产业技术发展历程始于20世纪60年代，我国开始抽水蓄能电站研究，并建立第一座混合式抽水蓄能电站-岗南水电站;到20世纪90年代，抽水蓄能电站建设迎来高潮;至21世纪初期，国内开始其他储能技术的研究，包含压缩空气储能、电化学储能等，并于2010年之后加快了压缩空气、全钒液流电池等储能技术的落地，加快推动储能技术的多元化发展。
储能产业技术政策背景：政策加持技术水平提升
近些年来，我国提出了一系列储能产业技术发展相关政策，加速了储能产业链的发展，同时对储能关键技术做出了标准规范，使得储能技术水平稳步提升。
储能产业技术发展现状
1、储能产业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国储能产业技术相关国家重点研发计划项目共计27项，其中2021年就有22项。
注：2019年未公布储能产业技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股上市企业研发费用
储能行业经过多年发展，储能项目广泛应用，行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国储能板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，储能板块上市公司研发总费用约228.45亿元。
2、储能产业技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从储能相关论文发表数量来看，2010年至今我国储能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见储能科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有90294篇储能相关论文发表。
注：统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解储能技术领域内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词，其中，储能系统、储能电池等关键词涉及的专利数量较多，说明储能领域近期的研发和创新重点集中于储能系统、储能电池等领域。
(3)专利聚焦领域
从储能产业技术专利聚焦的领域看，目前储能产业技术专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于储能系统、储能电池等。
主要储能产业技术对比分析
从储能技术成熟度看，目前机械储能市场技术成熟度较高，电化学储能技术(储能电池中)锂离子电池、铅酸电池均步入成熟阶段;液流电池仍处在研发示范阶段;钠硫电池处于部署阶段之中。
其中，成熟度较高的主要储能技术优缺点及应用领域如下：
储能技术发展痛点及突破
1、储能技术发展痛点
(1)成本较高
成本问题是目前储能技术面临的挑战之一。以锂离子电池为例，尽管随着锂离子电池技术的快速提升和电池规模化生产能力的提高，锂离子电池的成本有所下降;但相比其他储能方式，锂离子电池的成本仍然处于较高水平。对比抽水蓄能和磷酸铁锂电池的全生命周期度电成本来看，锂离子电池的成本远远高于抽水蓄能，约为抽水蓄能度电成本的1.7倍。
(2)安全问题
安全问题是储能发展需要解决的重点。近年来，国内外多次发生储能电站安全事故，其中多数为锂电池储能。据不完全统计，2021年全球发生9起储能安全事故，其中“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故便是由于锂电池内部短路引起。
(3)地理环境限制
地理环境的限制也是储能技术发展的一大挑战，例如抽水储能和压缩空气储能。以抽水蓄能电站的建设为例，首先要充分考虑当地的地质条件和自然条件，例如多为砾岩、砂岩等地下岩石，而且为无地震、台风、洪水、干旱等隐患灾害。其次，抽水蓄能电站的建设对上、下水库的高度差和水平距离也有所要求。
2、储能技术发展突破
(1)液流电池有望解决安全问题
液流电池具有安全性高、寿命长、规模大等优势，有望解决锂离子电池的安全隐患问题。
(2)模块化储能技术突破地理限制
目前很多科研人员以及公司都在研究如何让储能技术突破地理上的限制，模块化部署是可以突破例如热岩储能技术、铁空气电池技术、液态空气储能技术等，都已实现了模块化部署，这种模块化的部署能为长时储能带来诸多好处。
储能技术发展方向及趋势：技术路线多元化
《“十四五”新型储能发展实施方案》指出要推动多元化技术开发，开展不同技术路线分类试点示范。其中，对锂离子电池要求往高安全、低成本、长寿命的方向发展，另外也提出重点发展液流电池、金属空气电池、热储能等长时储能技术。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
储能技术有哪几种，各自的特点是什么？
储能技术按照储存介质进行分类，可以分为机械类储能、电气类储能、电化学类储能、热储能和化学类储能。机械类储能的应用形式有抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能。这些方式的特点基本上就是规模大，效率高，稳定性好，响应快。电气类储能的应用形式有超级电容器储能和超导储能。他们的特点，充放电快，效率高，响应速度快。电化学类储能技术是各类电池，比如锂离子电池，铅酸电池，二次电池，钠硫电池，液流电池等，他们技术成熟，价格低廉，寿命长，循环次数多等
目前用到的比较成熟的储能技术有哪些
最常见是电力储能，即各种蓄电池和干电池等。
还有机械储能，有飞轮储能，发条储能、弹簧储能、重锤储能、橡皮筋储能等，还有提水储能。
还有化学储能，比如士兵野战口粮的即时加热包，热敷治疗的快速发热包，化学暖手炉怀炉等等，各种火炸药和燃料也可以算是化学储能方式。比如电解水制造氢气燃料等。
以上各种储能方式在不同场合都有成熟应用。
智能电网的储能技术包含哪些内容
电能储存技术分为五大类：机械储能（包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等）、电气类储能技术（包括了超级电容器储能和超导储能）、电化学类储能技术（包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池等等）、热储能技术以及化学类储能技术。
五类电能储存技术中，一般会根据各种储能技术的特点，进行综合比较来选择适当的技术，可供选择的指标主要包括：能量密度、功率密度、响应时间、储能效率、设备寿命
（年）或充放电次数、技术成熟度、经济因素（投资成本、运行和维护费用）以及安全和环境方面的考虑，再根据应用的目的和需求，选择储能种类、安装地点、容量以及各种技术的配合。在这五类储能方式中，其中电化学储能的电池发展非常迅速。
智能电网的储能技术包含抽水储能、先进蓄电池储能、飞轮储能、超导磁储能、超级电容器储能、压缩空气储能。