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1.本书作者为储能各分支领域的一线专家，内容丰富、实用性强，涵盖了储能科学技术的主要方面。
2.兼顾关键科学理论与实际工程应用，深入浅出地介绍了各种储能技术的工作原理和特性，力争反映我国储能领域的新进展。
3.本书适合储能上下游企业和科研单位的研发和工程技术人员参考，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。
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| 內容簡介： |
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本书重点介绍了各种储能技术的*进展、应用范围、产业现状、技术经济性等，同时对储能技术在电网、交通、新能源等领域的应用进行了详尽分析。本书内容翔实丰富，涵盖了储能科学技术的主要方面，兼顾关键科学理论与实际工程应用，深入浅出地介绍了各种储能技术的工作原理和特性，力争反映我国储能领域的*进展。本书适合储能上下游企业和科研单位的研发与工程技术人员参考，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。
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| 目錄：
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第1章绪论001
1.1储能技术的重要性与主要功能001
1.2储能技术的多样性001
1.3储能技术的分类与发展程度002
1.4储能技术应用现状和市场预测004
1.5储能技术的研究情况004
参考文献005
第2章锂离子电池技术006
2.1锂离子电池发展历史概述和基本原理006
2.2锂离子电池的功率和能量应用范围008
2.3锂离子电池关键材料发展现状010
2.3.1正极材料010
2.3.2负极材料013
2.3.3电解质材料015
2.3.4非活性材料018
2.4能量型锂离子电池的技术发展和应用现状019
2.5动力型锂离子电池技术发展现状020
2.6储能型锂离子电池的发展现状022
2.7锂离子电池的技术指标及未来发展线路图024
2.8展望027
参考文献027
第3章液流电池技术033
3.1液流电池的基本原理和发展历史概述033
3.1.1液流电池的基本原理033
3.1.2液流电池的发展历史034
3.2几种典型的液流电池体系035
3.2.1双液流电池体系036
3.2.2单沉积型液流电池039
3.2.3双沉积型液流电池039
3.2.4金属空气液流电池041
3.2.5半固态双液流电池042
3.3液流电池的效率与影响因素分析043
3.3.1液流电池效率的定义043
3.3.2液流电池极化曲线分析043
3.3.3电流密度对全钒液流电池性能的影响045
3.3.4旁路电流对全钒液流电池性能的影响046
3.4液流电池的关键材料048
3.4.1液流电池的电极材料048
3.4.2液流电池的双极板材料051
3.4.3液流电池的膜材料056
3.5液流电池经济和技术指标及未来发展展望063
3.5.1液流电池装备的经济性概述063
3.5.2大规模蓄电储能技术经济性评估方法064
3.6本章小结064
参考文献066
第4章全钒液流电池技术070
4.1全钒液流电池概述070
4.2全钒液流电池关键材料072
4.2.1电极材料072
4.2.2双极板078
4.2.3电解质溶液081
4.2.4膜材料088
4.3全钒液流电池电堆、系统管理与控制系统098
4.3.1电堆结构与设计098
4.3.2全钒液流电池系统105
4.3.3电池系统控制与管理107
4.4全钒液流电池应用及前景分析108
4.4.1大规模可再生能源发电并网108
4.4.2电网削峰填谷112
4.4.3智能微网115
4.4.4离网供电系统117
4.5前景与挑战119
参考文献119
第5章钠电池技术124
5.1引言124
5.2钠硫电池125
5.2.1钠硫电池的原理与特点125
5.2.2管型钠硫电池126
5.2.3钠硫电池的应用134
5.2.4新型钠硫电池的发展136
5.3ZEBRA电池137
5.3.1ZEBRA电池的结构与原理137
5.3.2ZEBRA电池的特性138
5.3.3管型设计的ZEBRA电池139
5.3.4平板式设计的ZEBRA电池143
5.3.5ZEBRA电池的应用143
5.4钠-空气电池145
5.5钠离子电池148
5.5.1负极材料149
5.5.2正极材料154
5.5.3电解质159
5.5.4水系钠离子电池160
5.5.5钠离子电池的价格因素162
5.6本章小结162
参考文献163
第6章抽水蓄能技术169
6.1抽水蓄能技术的基本原理和发展历史概述169
6.1.1抽水蓄能技术的基本原理169
6.1.2抽水蓄能的功率和容量170
6.1.3抽水蓄能电站的种类171
6.1.4抽水蓄能技术的发展历史概述171
6.2抽水蓄能技术的功能和能量应用范围173
6.2.1抽水蓄能技术的运行特性173
6.2.2抽水蓄能技术的功能174
6.2.3抽水蓄能技术的应用场合175
6.2.4抽水蓄能技术在核电中的应用175
6.2.5抽水蓄能技术在风电中的应用176
6.2.6抽水蓄能技术在水电中的应用176
6.3抽水蓄能技术的应用现状177
6.3.1抽水蓄能技术在日本的发展和应用177
6.3.2抽水蓄能技术在美国的发展和应用178
6.3.3抽水蓄能技术在欧洲的发展和应用179
6.3.4抽水蓄能技术在中国的发展和应用180
6.4抽水蓄能的发展方向及新技术181
6.4.1常规抽水蓄能技术发展动向181
6.4.2地下抽水蓄能电站的发展182
6.4.3海水抽水蓄能电站的发展182
6.4.4可调速抽水蓄能发电机组的发展183
6.4.5抽水蓄能电站未来发展路线185
6.5抽水蓄能技术的经济性186
6.5.1抽水蓄能电站主要技术经济指标186
6.5.2抽水蓄能电站环保效益194
6.5.3各国抽水蓄能电站的投资、运营、管理模式196
6.6本章小结199
参考文献200
第7章压缩空气储能技术203
7.1概述203
7.2技术原理与特点204
7.2.1技术原理204
7.2.2技术特点205
7.2.3应用领域207
7.3发展现状207
7.3.1应用现状207
7.3.2研发现状208
7.3.3技术分类211
7.4关键技术218
7.4.1压缩机218
7.4.2膨胀机219
7.4.3储气设备220
7.4.4燃烧室220
7.4.5储热装置221
7.5发展趋势222
7.5.1新型蓄热式压缩空气储能系统223
7.5.2超临界空气储能系统223
7.6本章小结224
致谢224
参考文献225
第8章低品位热和冷存储技术228
8.1低品位热和冷存储技术发展概述228
8.1.1低品位热能现状228
8.1.2低品位热和冷存储技术现状228
8.2低品位热和冷存储材料229
8.2.1热能存储方式229
8.2.2储热材料分类及性能要求230
8.2.3典型储热冷材料238
8.3相变材料复合技术241
8.3.1相变材料封装与成型241
8.3.2相变材料导热强化243
8.3.3复合材料热导率计算方法245
8.3.4复合材料热导率计算模型246
8.3.5复合材料储热249
8.4储热冷技术中的传热问题250
8.4.1相变材料的熔化与凝固250
8.4.2储热系统散热削弱255
8.4.3储热系统传热强化256
8.5低品位热和冷存储技术应用256
8.5.1太阳能利用256
8.5.2建筑节能257
8.5.3纺织工业258
8.6低品位热和冷存储技术发展趋势258
参考文献259
第9章中高温储热技术263
9.1中高温储热技术的基本原理和发展历史概述263
9.1.1基本原理263
9.1.2发展历史概述264
9.2中高温储热技术的功率和能量应用范围269
9.2.1显热储热269
9.2.2相变储热270
9.2.3热化学储热272
9.2.4吸附储热272
9.3中高温储热材料273
9.3.1显热储热材料273
9.3.2相变储热材料273
9.3.3热化学储热材料277
9.3.4吸附蓄热材料280
9.4中高温储热系统的应用现状281
9.4.1显热和相变储热系统281
9.4.2热化学储热系统284
9.4.3吸附储热系统285
9.5中高温储热的相关新技术发展287
9.5.1显热储热相关新技术287
9.5.2相变储热相关新技术288
9.5.3热化学储热290
9.5.4复合储热材料290
9.5.5新型储热系统与方法292
9.6中高温储热的技术和经济指标及未来发展线路图294
9.6.1蓄热材料技术指标294
9.6.2技术的成熟度297
9.6.3蓄热系统的热效率和灿用效率分析298
9.6.4经济分析301
9.6.5蓄热技术未来发展302
9.7本章小结303
参考文献303
第10章液态空气储能技术312
10.1液态空气储能技术的原理312
10.2液态空气储能的特点313
10.3液态空气储能技术的发展历史315
10.4液态空气储能技术与其他储能技术的比较316
10.4.1技术性能比较316
10.4.2经济性比较316
10.5液态空气储能技术的余能利用317
10.6液态空气储能技术在电力系统中的应用分析318
10.7液态空气储能在交通运输中的应用319
10.8液态空气储能技术的集成应用321
10.8.1液态空气储能与燃气轮机发电系统的集成321
10.8.2液态空气储能与聚光太阳能热发电系统的集成321
10.8.3液态空气储能技术与核电站的集成323
10.8.4液态空气储能技术与液化天然气再气化过程的集成323
10.9本章小结323
参考文献323
第11章镍氢电池技术325
11.1镍氢电池概述325
11.1.1基本原理325
11.1.2镍氢电池分类327
11.1.3镍氢电池发展历史328
11.2镍氢电池的功率和能量应用范围329
11.2.1民品电池329
11.2.2动力电池329
11.2.3智能电网331
11.3镍氢电池应用现状和产业链及环境问题332
11.3.1市场332
11.3.2镍氢电池回收333
11.3.3回收技术分析334
11.4镍氢电池相关新技术的发展335
11.4.1正极材料335
11.4.2负极材料336
11.4.3动力电池338
11.4.4电池管理系统340
11.5镍氢电池的技术和经济指标及未来发展线路图341
11.5.1HEV混合动力车341
11.5.2燃料电池车342
11.6本章小结343
参考文献344
第12章飞轮储能技术347
12.1储能原理和发展历程347
12.1.1飞轮储能原理347
12.1.2飞轮储能系统结构348
12.1.3发展历程349
12.2关键技术概论350
12.2.1转子材料与结构350
12.2.2微损耗轴承技术354
12.2.3电机技术357
12.2.4飞轮储能电力电子技术358
12.2.5真空及系统集成技术360
12.3产业应用概况361
12.3.1研究开发机构概述361
12.3.2生产企业361
12.4技术经济分析与发展趋势361
12.4.1技术指标361
12.4.2经济性估计364
12.5本章小结365
参考文献365
第13章电容和超级电容器储能技术368
13.1电容和超级电容器储能技术的基本原理和发展历史368
13.1.1概述368
13.1.2超级电容器简介368
13.1.3超级电容器的储能原理369
13.1.4超级电容器历史回顾375
13.2多孔碳材料377
13.2.1电化学性能影响因素377
13.2.2活性炭379
13.2.3碳气凝胶381
13.2.4碳纳米管384
13.2.5石墨烯387
13.3赝电容材料388
13.3.1金属氧化物388
13.3.2导电聚合物395
13.3.3杂原子掺杂化合物401
13.4超级电容器电解液405
13.4.1有机体系电解液406
13.4.2水系电解液407
13.4.3离子液体408
13.4.4固态电解质409
13.5其他关键原材料410
13.5.1导电剂410
13.5.2黏结剂411
13.5.3集流体411
13.5.4隔膜412
13.6超级电容器的应用413
13.6.1电子类电源413
13.6.2电动汽车及混合动力汽车413
13.6.3变频驱动系统的能量缓冲器415
13.6.4工业电器方面的应用416
13.6.5可再生能源发电系统或分布式电力系统416
13.6.6军事装备领域418
13.7本章小结418
参考文献418
第14章化学热泵系统及其在储能技术中的应用429
14.1化学热泵系统概述及其在储能中的作用429
14.1.1化学热泵系统工作原理、操作模式与效能分析429
14.1.2化学热泵系统中的反应与工质对431
14.2化学热泵系统在储能领域的应用研究现状与未来应用场景436
14.3本章小结439
参考文献439
第15章储能技术在电力系统中的应用441
15.1电力系统应用储能技术的需求和背景441
15.1.1电力系统在能源革命中面临的挑战441
15.1.2储能技术在电力系统发展和变革中的作用443
15.1.3储能技术在电力系统中的主要应用场景445
15.1.4电力系统不同应用场景的储能时间尺度及其技术需求特征446
15.2储能技术在电力系统中的应用现状447
15.2.1储能应用项目概况447
15.2.2储能在大规模集中式可再生能源发电领域的应用451
15.2.3储能系统参与电力系统辅助服务454
15.2.4储能系统在配电网及微电网的应用456
15.3我国电力系统储能应用实践459
15.3.1国家风光储输示范工程459
15.3.2深圳宝清储能电站示范工程461
15.3.3福建湄洲岛储能电站示范工程463
15.3.4福建安溪移动式储能电站463
15.3.5浙江岛屿微网储能示范工程464
15.3.6睿能石景山电厂电池储能调频应用示范465
15.4适合电力系统应用的储能技术评价466
15.4.1电力系统中储能技术的四要素466
15.4.2储能的综合评价技术468
15.5储能在电力系统应用中的发展趋势和重点研发方向471
15.5.1储能在电力系统中的应用趋势472
15.5.2储能技术发展新机遇472
15.5.3重点关注和攻关的储能技术类型473
参考文献476
第16章储能技术在核电系统中的应用477
16.1核电系统概述及其对储能的需求477
16.1.1核电系统概述477
16.1.2核电对储能技术的需求485
16.2核电系统中储能技术的应用现状486
16.2.1核电机组调峰能力分析486
16.2.2世界主要核电调峰手段487
16.2.3核电站配套储能设施抽水蓄能电站488
16.2.4核电站与抽水蓄能电站的配合补偿运行489
16.2.5其他蓄能方式与核电的匹配运行490
16.3核电系统中储能技术的未来应用情景491
16.3.1核电储能技术的发展契机491
16.3.2各种储能技术的优缺点491
16.3.3适合核电系统的储能技术492
16.3.4核电系统与储能电站的联合运行493
16.3.5适合于核电系统的新型储能技术494
16.4未来核电技术的发展方向及其对储能技术的需求495
16.4.1未来核电的发展方向495
16.4.2未来核电对储能技术的需求497
参考文献498
第17章储能技术在风力和光伏发电系统中的应用500
17.1风力发电和光伏发电技术概述及其对储能的需求500
17.1.1国内外风电发展现状500
17.1.2国内外光伏发电发展现状507
17.1.3风力发电系统概述512
17.1.4光伏发电技术概述520
17.1.5风力发电和光伏发电对储能的需求528
17.2风力发电和光伏发电系统中储能技术应用研究533
17.2.1各种储能技术特性分析533
17.2.2电力电子技术534
17.2.3储能技术在风力发电系统中的应用研究537
17.2.4储能技术在光伏发电系统中的应用研究545
17.3风力发电、光伏发电和储能技术的未来发展556
17.3.1风力发电相关技术的发展556
17.3.2光伏发电相关技术的发展560
17.3.3储能技术在风电和光伏系统中的应用展望564
17.4本章小结568
参考文献569
第18章储能技术在太阳能热发电系统中的应用572
18.1太阳能热发电技术的概述及其对储能的需求572
18.1.1太阳能热发电技术概述572
18.1.2太阳能热发电系统分类及其储能方式573
18.1.3太阳能热发电系统性能特点及其优缺点580
18.2太阳能热发电系统中储能技术的应用现状581
18.2.1熔盐显热蓄热582
18.2.2其他太阳能热发电蓄热方法588
18.3太阳能发电系统中储能技术的未来应用情景595
18.3.1太阳能是解决未来能源问题的主要技术途径595
18.3.2太阳能热发电能够提供连续稳定电能，可以成为主力能源595
18.3.3太阳能热发电是有经济竞争力的可再生能源发电方式596
18.3.4太阳能热发电在国际上已取得巨大成功，并有广阔发展前景598
18.3.5我国太阳能热发电发展前景也十分看好599
18.3.6熔盐蓄热在太阳能热发电中有很好的应用前景602
参考文献603
第19章储能技术在工业余热回收中的应用604
19.1工业余热概述及其对储能的需求604
19.1.1工业余热的定义604
19.1.2工业余热过程对储能技术的需求604
19.1.3工业余热中的主要储存方式606
19.1.4工业余热储存系统的要素606
19.2工业余热回收中储能技术的应用现状610
19.2.1工业对储能技术的需求610
19.2.2储热技术应用实例介绍612
19.3工业余热回收中储能技术的未来应用614
19.3.1移动储热技术614
19.3.2与电能消峰结合的储热技术615
19.3.3工业余冷的储存616
19.4本章小结617
参考文献618
第20章储能技术在交通运输系统中的应用619
20.1交通运输系统概述及其对储能技术的需求619
20.1.1交通运输系统与国民经济的关系619
20.1.2交通运输系统与能源的关系619
20.1.3交通运输系统对储能技术的要求624
20.2储能技术在交通运输系统中的应用现状626
20.2.1飞轮储能和燃料电池储能技术的应用626
20.2.2锂离子储能电池在航空领域中的应用626
20.2.3储能技术在海上交通系统中的应用现状628
20.2.4储能技术在道路交通领域中的应用现状629
20.2.5储能系统在电动汽车中应用的关键技术630
20.2.6储能技术在纯电动车中的应用639
20.2.7储能技术在混合动力汽车中的应用现状651
20.2.8动力电池系统的测试评价方法668
20.3本章小结680
参考文献680
第21章储能应用的经济性分析682
21.1导言682
21.2储能市场的现状及预期684
21.3储能的应用686
21.3.1大容量能量服务687
21.3.2辅助服务687
21.3.3输电基础设施服务689
21.3.4配网基础设施服务689
21.3.5用电侧能源管理服务690
21.4储能电力服务叠加690
21.5对储能电力应用服务的价值评估691
21.6对储能应用的成本评估693
21.6.1系统安装成本693
21.6.2运营及维护成本693
21.6.3资金成本693
21.6.4其他成本694
21.7储能发展的主要瓶颈：成本694
21.8储能成本减低的主要途径696
21.8.1降低材料成本，提高储能的能量密度696
21.8.2规模效益可以带来的储能成本降低697
21.9本章小结699
参考文献699
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储能技术是第三次工业革命的关键技术之一，紧紧牵动着新能源的发展。储能具有消除昼夜峰谷差，实现平滑输出、调峰调频和备用容量的作用，满足了新能源发电平稳、安全接入电网的要求，可有效减少弃风、弃光现象。我国储能技术仍处于产业化的初始阶段，尚未大规模投入应用的原因在于：一是各种储能技术繁多，储能技术路线竞相亮相，造成用户不知如何使用和选择；二是相关技术及真实性能成熟度有待提高；三是价格偏高。我国储能市场还未建立起相关产业链和成熟的商业模式。从国家政策层面而言，在储能方面的政策支持及投入仍显不足。经济性方面，目前的成本居高不下是影响储能技术大规模发展的一个主要因素。当前大多数储能工程都是示范工程，推广难，其关键材料、制造工艺和能量转化效率也是各种技术面临的共同挑战。应用性方面，大多数储能技术在能源，特别是电力系统的应用时间短，尤其目前尚未在电网系统大规模应用。据了解，电力行业对产品可靠性要求高，传统上至少需要5年以上的实地可靠性测试和试用才能通过电力用户的最低标准，导致产品规模生产前定型周期长。目前，发展智能电网急需解决储能这一关键难题。政策性方面，专家表示，由于储能的经济价值难以估算，由政府主导的话，实施企业难免出现积极性不高等问题。因此，如何选择适用的储能技术，如何在能源，特别是电力系统中进行规模应用，如何建立行业机制，都应是考虑的核心问题。储能科学技术面临巨大挑战，抓住机遇，突破瓶颈，储能技术便能助推新能源领域突破瓶颈。储能技术在1992年颁布实施的中华人民共和国学科分类与代码国家标准（GBT 137451992）中被首次列为能源科学技术二级学科。最近的十多年来，多种储能技术，包括中高温储热技术、深冷储能、锂离子电池、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容、钠硫电池、全钒液流电池、镍氢电池等，在全球范围内得到了长足发展，这些储能技术在使用寿命、功率和容量的规模化、运行可靠性、系统制造成本等方面已经获得了突破，有些已经具备了进入新能源、电动汽车、热力系统及电力行业应用的基础条件。在储能领域，各国都处于产业应用的初级阶段，我国与国际先进水平在一些方面差别不大，加大储能技术的研发力度有助于我国在未来的国际竞争中占据有利地位。基于此，中国化工学会储能工程专业委员会牵头组织我国储能领域的专家和学者撰写了本书，重点介绍了各种储能技术的最新进展、应用范围、产业现状、技术经济性等，同时对储能技术在电网、交通、新能源等领域的应用进行了详尽分析。本书共21章，其中第1章为绪论。第2至第14章介绍几种主要储能技术的概念、发展历史、应用和研究现状、未来发展趋势，包括锂离子电池技术（第2章）、液流电池技术（第3章）、全钒液流电池技术（第4章）、钠电池技术（第5章）、抽水蓄能技术（第6章）、压缩空气储能技术（第7章）、低品位热和冷存储技术（第8章）、中高温储热技术（第9章）、液态空气储能技术（第10章）、镍氢电池技术（第11章）、飞轮储能技术（第12章）、电容和超级电容器储能技术（第13章）、化学热泵系统及其在储能技术中的应用（第14章）。第15至第20章概述储能技术的集成应用，包括储能技术在电力系统中的应用（第15章）、储能技术在核电系统中的应用（第16章）、储能技术在风力和光伏发电系统中的应用（第17章）、储能技术在太阳能热发电系统中的应用（第18章）、储能技术在工业余热回收中的应用（第19章）、储能技术在交通运输系统中的应用（第20章）。第21章为储能应用的经济性分析。本书内容翔实丰富，涵盖了储能科学技术的主要方面，兼顾关键科学理论与实际工程应用，深入浅出地介绍了各种储能技术的工作原理和特性，力争反映我国储能领域的最新进展。本书适合储能上下游企业和科研单位的研发与工程技术人员参考，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。针对本书有几点说明：（1）本书中的每章自成一体，因而不同章节中会有少部分内容重复，这主要是为了保证选择性阅读的读者在阅读过程中的内容连贯，由于大部分储能技术仍处于发展之中，不同作者的理解不尽相同，数据有不一致的地方，书中没有对这些数据进行统一；（2）基于本行业的国际化发展趋势和表达的需要，部分图表为英文，不再进行翻译；（3）因图书为黑白印刷，而部分内容用彩图来诠释更好，为方便读者理解，一方面，在正文中保留相应黑白图；另一方面，读者可扫描封底二维码，直接查阅相应彩图。本书参编者皆为储能领域一线专家、学者，详见扉页编写人员名单。感谢参与编写的全体同志！由于编者理论水平和实际经验有限，书中难免存在不足之处，恳请读者批评指正。
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