L'accumulo di energia elettrochimica comprende principalmente varie batterie secondarie, come batterie al piombo, batterie agli ioni di litio, batterie sodio-zolfo e batterie a flusso liquido. La maggior parte di queste batterie è tecnicamente matura e ha attirato l'attenzione negli ultimi anni, ottenendo anche molte applicazioni pratiche.

1. Batteria al piombo

Le batterie al piombo sono tra le batterie più utilizzate al mondo. L'anodo (PbO2) e il catodo (Pb) nelle batterie al piombo sono immersi in un elettrolita (acido solforico diluito) e tra i due elettrodi viene generato un potenziale di 2 V, che è il principio delle batterie al piombo.

Le batterie al piombo sono spesso utilizzate come fonti di alimentazione di emergenza o di backup nei sistemi di alimentazione e, in passato, la maggior parte dei sistemi di generazione di energia fotovoltaica indipendenti era dotata di tali batterie. Attualmente c'è una tendenza a sostituirle gradualmente con altre batterie, come le batterie agli ioni di litio.

2. Batterie agli ioni di litio

Una batteria agli ioni di litio è in realtà una cella a concentrazione di ioni di litio, con gli elettrodi positivo e negativo composti da due diversi composti di intercalazione di ioni di litio.

Durante la carica, Li+ viene rimosso dall'elettrodo positivo e incorporato nell'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita. In questo momento, l'elettrodo negativo è in uno stato ricco di litio e l'elettrodo positivo è in uno stato povero di litio; Durante la scarica, al contrario, Li+ viene rimosso dall'elettrodo negativo e incorporato nell'elettrodo positivo attraverso un elettrolita. L'elettrodo positivo è in uno stato ricco di litio e l'elettrodo negativo è in uno stato povero di litio.

Grazie alla sua applicazione in dispositivi portatili e mobili come veicoli elettrici, computer e telefoni cellulari, le batterie agli ioni di litio sono diventate quasi le batterie più utilizzate al mondo.

L'elevata densità di energia e la densità di potenza delle batterie agli ioni di litio sono le ragioni principali della loro diffusa applicazione e attenzione.

La sua tecnologia si è sviluppata rapidamente e negli ultimi anni, la produzione su larga scala e le molteplici applicazioni hanno portato a un rapido calo del suo prezzo, con conseguente aumento del numero di applicazioni nei sistemi di alimentazione.

La tecnologia delle batterie agli ioni di litio è ancora in continuo sviluppo e la ricerca attuale si concentra sul miglioramento della sua durata e sicurezza, sulla riduzione dei costi e sullo sviluppo di nuovi materiali per elettrodi positivi e negativi.

3. Batteria sodio-zolfo

L'anodo di una batteria sodio-zolfo è composto da zolfo liquido, il catodo è composto da sodio liquido e c'è un tubo di alluminio beta separato da materiale ceramico al centro. La temperatura di esercizio della batteria deve essere mantenuta sopra i 300 ℃ per mantenere gli elettrodi in uno stato fuso.

NGK Corporation in Giappone è l'unico produttore al mondo in grado di produrre batterie sodio-zolfo ad alte prestazioni. Attualmente, viene utilizzato un modulo da 50 kW, che può essere composto da più moduli da 50 kW per formare un modulo batteria ad alta capacità di livello MW.

Più di 200 di questi impianti di accumulo di energia sono stati costruiti in Giappone, Germania, Francia, Stati Uniti e altri luoghi, principalmente per il livellamento del carico, lo spostamento dei picchi, il miglioramento della qualità dell'energia e la generazione di energia rinnovabile. I prezzi delle batterie sono ancora relativamente alti.