序

前言

第1章　概述 

1.1　基本概念2

1.1.1　定义与边界2

1.1.2　路线图的目的与范围6

1.2　产业链构成9

1.2.1　产业链总体情况9

1.2.2　锂离子电池产业链9

1.3　技术链构成11

1.4　电化学储能电站构成18

1.4.1　系统构成18

1.4.2　关键技术20

1.4.3　核心设备及组件22

1.5　发展历程24

1.5.1　人类社会中的储能24

1.5.2　电力系统中的储能27

1.6　产业科技发展背景与现状31

1.7　产业科技发展重大意义39

1.8　技术创新愿景与目标41

1.8.1　发展愿景41

1.8.2　发展目标42

1.9　趋势研判44

第2章　电化学储能 

2.1　锂离子电池48

2.1.1　技术分析49

2.1.1.1　正极材料50

2.1.1.2　负极材料55

2.1.1.3　电解液65

2.1.1.4　隔膜71

2.1.1.5　集流体75

2.1.1.6　粘结剂78

2.1.2　技术创新路线图81

2.1.3　技术创新需求83

2.2　钠离子电池84

2.2.1　技术分析84

2.2.1.1　正极材料85

2.2.1.2　负极材料93

2.2.1.3　电解液95

2.2.2　技术创新路线图99

2.2.3　技术创新需求99

2.3　固态电池101

2.3.1　技术分析103

2.3.1.1　聚合物固态电池103

2.3.1.2　氧化物固态电池106

2.3.1.3　硫化物固态电池108

2.3.1.4　卤化物固态电池112

2.3.2　技术创新路线图113

2.3.3　技术创新需求115

2.4　液流电池116

2.4.1　技术分析117

2.4.1.1　全钒液流电池117

2.4.1.2　铁铬液流电池130

2.4.1.3　锌系液流电池133

2.4.1.4　其他液流电池137

2.4.2　技术创新路线图140

2.4.3　技术创新需求142

2.5　铅炭电池142

2.5.1　技术分析143

2.5.1.1　铅炭电池本体技术144

2.5.1.2　铅炭电池关键材料145

2.5.2　技术创新路线图148

2.5.3　技术创新需求150

2.6　电池循环回收技术150

2.6.1　技术分析150

2.6.1.1　循环再造电池材料技术150

2.6.1.2　退役电池梯次利用技术154

2.6.2　技术创新路线图156

2.6.3　技术创新需求158

第3章　机械储能 

3.1　压缩空气储能160

3.1.1　技术分析161

3.1.2　技术创新路线图169

3.1.3　技术创新需求171

3.2　飞轮储能171

3.2.1　技术分析171

3.2.2　技术创新路线图177

3.2.3　技术创新需求177

第4章　电磁储能 

4.1　超级电容器182

4.1.1　技术分析182

4.1.1.1　超级电容器关键材料184

4.1.1.2　双电层超级电容器190

4.1.1.3　赝电容超级电容器191

4.1.1.4　混合型超级电容器193

4.1.2　技术创新路线图195

4.1.3　技术创新需求195

4.2　超导磁储能197

4.2.1　技术分析197

4.2.2　技术创新路线图200

4.2.3　技术创新需求202

第5章　储热（冷） 

5.1　储热技术204

5.1.1　技术分析204

5.1.1.1　显热储热204

5.1.1.2　潜热储热208

5.1.1.3　热化学储热209

5.1.2　技术创新路线图212

5.1.3　技术创新需求212

5.2　储冷技术214

5.2.1　技术分析215

5.2.1.1　水蓄冷215

5.2.1.2　冰蓄冷216

5.2.1.3　共晶盐蓄冷218

5.2.2　技术创新路线图219

5.2.3　技术创新需求221

第6章　氢储能 

6.1　制氢技术225

6.1.1　碱性电解水制氢226

6.1.1.1　技术分析226

6.1.1.2　技术创新路线图233

6.1.1.3　技术创新需求235

6.1.2　质子交换膜电解水制氢235

6.1.2.1　技术分析235

6.1.2.2　技术创新路线图245

6.1.2.3　技术创新需求245

6.1.3　固体氧化物电解水制氢247

6.1.3.1　技术分析247

6.1.3.2　技术创新路线图249

6.1.3.3　技术创新需求251

6.1.4　阴离子交换膜电解水制氢251

6.1.4.1　技术分析251

6.1.4.2　技术创新路线图257

6.1.4.3　技术创新需求259

6.1.5　其他制氢技术259

6.1.5.1　技术分析259

6.1.5.2　技术创新路线图265

6.1.5.3　技术创新需求267

6.2　储氢技术267

6.2.1　技术分析272

6.2.1.1　高压气态储氢272

6.2.1.2　低温液态储氢287

6.2.1.3　固态储氢298

6.2.1.4　有机液体储氢304

6.2.2　技术创新路线图309

6.2.3　技术创新需求310

6.3　燃料电池313

6.3.1　质子交换膜燃料电池314

6.3.1.1　技术分析314

6.3.1.2　技术创新路线图336

6.3.1.3　技术创新需求338

6.3.2　固体氧化物燃料电池338

6.3.2.1　技术分析338

6.3.2.2　技术创新路线图357

6.3.2.3　技术创新需求357

6.4　氢加注技术359

6.4.1　技术分析359

6.4.1.1　氢气压缩机360

6.4.1.2　加氢机362

6.4.1.3　直接加注型电解堆363

6.4.2　技术创新路线图364

6.4.3　技术创新需求366

第7章　能源电子技术 

7.1　智能传感器368

7.1.1　技术分析368

7.1.1.1　温度传感器369

7.1.1.2　气体传感器371

7.1.1.3　压力传感器372

7.1.2　技术创新路线图374

7.1.3　技术创新需求374

7.2　芯片376

7.2.1　技术分析376

7.2.1.1　电池管理芯片376

7.2.1.2　电源管理芯片377

7.2.1.3　通用控制芯片378

7.2.2　技术创新路线图380

7.2.3　技术创新需求382

7.3　功率半导体器件382

7.3.1　技术分析384

7.3.1.1　MOSFET384

7.3.1.2　GaN HEMT392

7.3.1.3　IGBT395

7.3.2　技术创新路线图398

7.3.3　技术创新需求400

第8章　储能系统集成技术 

8.1　技术分析404

8.1.1　电池管理系统（BMS）404

8.1.2　储能变流器（PCS）406

8.1.3　能量管理系统（EMS）411

8.1.4　系统集成设计414

8.1.5　数字化能源420

8.2　技术创新路线图423

8.3　技术创新需求425

第9章　电化学储能电站安全技术 

9.1　电化学储能电站安全体系概述430

9.2　电芯安全432

9.2.1　技术分析432

9.2.1.1　电芯设计与制造技术432

9.2.1.2　电芯失效分析技术434

9.2.1.3　电芯寿命预测技术436

9.2.2　技术创新路线图438

9.2.3　技术创新需求438

9.3　电池系统安全440

9.3.1　技术分析440

9.3.1.1　热管理系统440

9.3.1.2　主动安全防护系统442

9.3.1.3　被动安全防护系统444

9.3.2　技术创新路线图445

9.3.3　技术创新需求447

9.4　电站运维安全447

9.4.1　技术分析447

9.4.1.1　数据采集与管理447

9.4.1.2　安全监测与故障预警450

9.4.1.3　电站消防系统与火灾抑制451

9.4.2　技术创新路线图453

9.4.3　技术创新需求455

9.5　并网安全455

9.5.1　技术分析456

9.5.1.1　仿真模拟技术456

9.5.1.2　实证分析技术457

9.5.2　技术创新路线图460

9.5.3　技术创新需求462

9.6　用户侧储能安全462

9.6.1　技术分析462

9.6.1.1　用户侧用电监测与管理技术462

9.6.1.2　用户侧安全事故调查追溯464

9.6.1.3　用户侧安全性评价技术465

9.6.2　技术创新路线图466

9.6.3　技术创新需求468

第10章　产业科技未来发展策略 

10.1　强化政策供给的深度与广度470

10.2　加快构建全过程创新生态链470

10.3　体系部署核心技术攻关任务471

10.4　推进产研协同壮大产业规模472

10.5　构建以应用为牵引的新业态473

附录 

附录A　锂离子电池产业链全景图476

附录B　电化学储能电站产业链全景图477

附录C　本书编者分工478