^ 1-6、锂离子电池介绍

 

锂离子电池具有高能量密度、较高循环寿命（3000-6000次以上）、高能量效率（94%-98%）和无污染等特点。

锂离子电池在充电过程中，锂离子从正极材料脱出，通过电解质扩散到负极，并嵌入的负极晶体中，同时得到由外电路从正极流入的电子，放电过程则与之相反。

磷酸铁锂和三元材料，是目前发展最为成熟的两种正极材料，并在储能系统中被大量使用。

负极材料主要影响锂电池的充放电效率、循环性能等。石墨材料是负极材料的主流，但常规石墨负极材料的倍率性能已经难以满足锂电池下游产品的需求；在动力电池方面碳酸锂可能是新的发展方向；在消费类电子产品方面，需要提高电池的能量密度，以硅-碳复合材料为代表的新型高容量负极材料是未来发展趋势。

储能锂离子电池电芯从内部结构上由正极、负极、隔膜电解液、其他组成，成本的占比分别约为40%、15%、10%、10%、25%。

电池组，是储能系统进行集成安装的最小电池单元，内置若干电芯、传感器、均衡电路及电池组BMS等；

储能电池BMS的主要功能包括状态检测与评估、电芯均衡、控制保护、通信及日志记录等。

状态检测与评估：被监测数据包括各电池簇电压与电流、电芯电压、系统总电流、电池组或电芯温度、环境温度等；状态检测是BMS的最基本功能。

电芯均衡：在保证电芯不会过充的前提下，留出更多的可充电空间。具体的均衡算法可以基于电压、末时电压或SOC历史信息而设计；而均衡电路要么是以电阻热量形式消耗的被动均衡，要么是以电芯间能量传递形式再分配的主动均衡。

控制保护：电池簇BMS与系统BMS的控制功能主要表现为通过对开关盒中接触器的操作，完成电池组的正常投入与切除；而保护功能主要是通过主动停止、减少电池电流或反馈停止、减少电池电流来防止锂离子电芯电压、电流、温度越过安全界限。

通信：电池系统通过系统BMS实现对外通信，通信协议可以采用Modbus-RTU、Modbus-TCP/IP及CAN总线等。

日志记录：可以在系统BMS中内置存储设备，进行必要的电池运行关键数据存储。

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从硬件与制作成本角度分析，随着储能系统容量与功率的不断增加，PCS及其他电气、结构等成本比例将相应降低，而电池成本比例却不断增加，因此电池成本的控制将对BESS的整体成本的下降产生决定性影响。