储能技术发展及路线图

第1章　储能学科基础1
1.1　储能促进能源可持续发展 1
1.1.1　储能技术与产业的重要性 1
1.1.2　储能是能源互联网的关键技术支撑 4
1.1.3　储能在不同场合的应用 6
1.2　储能技术分类 8
1.2.1　物理储能 8
1.2.2　电化学储能 8
1.2.3　储热和储氢 8
1.2.4　电场储能 9
1.3　储能技术发展现状 10
1.3.1　国际储能产业技术与各国产业政策 11
1.3.2　我国储能技术现状与产业政策 14
1.3.3　储能技术评价准则 18
1.4　储能技术学科的基础科学问题 20
1.4.1　储能过程基础原理 21
1.4.2　储能过程的共性技术 22
1.5　储能产业技术的绿色发展 23
1.6　储能名词与术语 25
1.6.1　电化学储能 26
1.6.2　物理储能 34
1.6.3　储热（冷）技术 37
1.7　储能科学与技术专业本科生培养计划建议 38
1.7.1　培养目标 39
1.7.2　培养要求 39
1.7.3　知识体系 40
1.7.4　学制、学位授予与毕业条件 43
参考文献 43

第2章　锂离子电池技术及金属锂电池45
2.1　国内外发展现状 45
2.1.1　简述 45
2.1.2　锂离子电池的关键材料 47
2.1.3　锂离子电池的电芯、模组及电池包 52
2.1.4　锂离子电池的装备技术 55
2.1.5　锂离子电池的回收利用 56
2.2　锂离子电池关键科学与技术问题及下一代研发方向 68
2.2.1　锂离子电池的下一代关键材料 68
2.2.2　新一代锂离子电池技术 77
2.2.3　下一代金属锂基新电池体系 81
2.3　锂电池未来发展方向与路线图 84
2.3.1　储能用锂电池发展现状与未来前景 84
2.3.2　锂电池未来发展方向 85
参考文献 88

第3章　压缩空气储能技术91
3.1　国内外发展现状 91
3.1.1　发展现状 91
3.1.2　关键科学与技术问题 94
3.1.3　应用领域的现状与问题 97
3.2　未来发展方向预测与展望 100
3.2.1　产业发展方向预测 100
3.2.2　学科未来发展方向预测与展望 102
3.3　国内发展的分析与规划路线图 103
参考文献 104

第4章　液流电池储能技术108
4.1　国外发展现状 108
4.1.1　全钒液流电池 109
4.1.2　锌基液流电池技术 109
4.1.3　有机体系的液流电池技术 110
4.2　国内发展现状 110
4.2.1　全钒液流电池 110
4.2.2　锌基液流电池技术 111
4.3　全钒液流电池的发展现状 112
4.4　全钒液流电池的关键材料 114
4.4.1　电极材料 114
4.4.2　双极板材料 115
4.4.3　电解质溶液 117
4.4.4　离子传导（交换）膜材料 117
4.5　未来发展方向的预测与展望 120
4.6　发展路线图 123
参考文献 124

第5章　高温钠电池126
5.1　概述 126
5.1.1　钠硫电池与钠镍电池 126
5.1.2　高温钠电池材料 130
5.2　高温钠电池发展现状 136
5.2.1　钠硫电池 136
5.2.2　ZEBRA电池 140
5.3　我国高温钠电池发展战略 146
5.3.1　高温钠电池关键科学问题与技术挑战 146
5.3.2　高温钠电池发展方向与路线图 146
参考文献 147

第6章　新概念储能电池149
6.1　概述 149
6.1.1　基于水溶液电解质的离子嵌入型二次电池 150
6.1.2　全固态电池 150
6.1.3　液态金属电池 151
6.1.4　多电子二次电池 152
6.2　发展现状 153
6.2.1　国际发展现状 153
6.2.2　国内发展现状 160
6.3　我国新概念电化学储能体系的关键材料发展战略 165
6.3.1　新概念储能电池的发展目标 165
6.3.2　关键科学问题和技术挑战 167
6.4　新概念储能电池体系的发展方向 169
6.4.1　水系离子嵌入电池的发展方向 169
6.4.2　全固态电池的发展方向 170
6.4.3　液态金属电池的发展方向 171
6.4.4　多电子二次电池的发展方向 171
6.5　发展建议路线图 172
参考文献 173

第7章　铅蓄电池储能技术175
7.1　发展现状 175
7.1.1　概述 175
7.1.2　技术演变 177
7.2　技术方向 180
7.2.1　铅炭电池特性 180
7.2.2　铅炭电池技术发展路线 182
7.2.3　高功率铅酸蓄电池 184
7.2.4　铅酸蓄电池的铅回收技术 186
参考文献 189

第8章　电容及超级电容191
8.1　国内外发展现状 192
8.1.1　关键科学与技术问题 192
8.1.2　应用领域的现状与问题 198
8.2　产业领域创新方向与展望 200
8.3　生命周期评价 202
8.3.1　影响超级电容器寿命的因素 202
8.3.2　超级电容器生命周期评价方法 204
8.3.3　现有生命周期评价方法存在的问题及展望 205
8.4　学科未来发展方向的预测与展望 206
8.5　国内发展的分析与规划路线图 207
参考文献 208

第9章　飞轮储能210
9.1　国内外发展现状 210
9.1.1　概况 210
9.1.2　我国飞轮储能技术研发现状 212
9.1.3　国内外技术水平对比分析 213
9.1.4　应用领域现状 214
9.2　关键科学与技术问题 217
9.2.1　飞轮、轴承与电机关键问题 217
9.2.2　充放电控制及系统技术 220
9.3　学科未来发展方向的预测与展望 221
9.4　飞轮储能技术国内发展的分析与规划路线图 222
参考文献 223

第10章　抽水蓄能技术224
10.1　概述 224
10.1.1　电站结构 224
10.1.2　效益及其作用 226
10.2　国内外研究现状 226
10.3　关键科学与技术问题 228
10.3.1　上、下水库关键技术问题 229
10.3.2　引水管道关键技术问题 230
10.3.3　地下厂房关键技术问题 231
10.3.4　蓄能机组设计及自主制造能力 231
10.4　学科未来发展方向的分析与规划路线图 232
10.4.1　抽水蓄能未来发展方向 232
10.4.2　抽水蓄能规划发展路线图 236
参考文献 237

第11章　储热（冷）技术238
11.1　国内外发展现状 238
11.1.1　显热储热（冷）技术 238
11.1.2　相变储热技术 239
11.1.3　化学储热技术（thermo-chemical energy storage，TCES） 240
11.2　未来发展方向预测与展望 241
11.2.1　产业未来发展方向预测与展望 241
11.2.2　学科未来发展方向预测与展望 246
11.3　国内发展的分析与规划路线图 248
参考文献 251