电池储能系统（BESS）广泛应用于能源市场。BESS 是一种电化学装置，可以根据其操作模式（充电或放电）将电能转化为化学能，反之亦然。BESS 的基本原理如图 1 所示. BESS 由电池组、功率调节系统和控制方案组成。电池组包括多个电池，每个电池具有多个并联和/或串联连接的电池以提供所需的输出电压和容量。电池本身由电解质中的两个电极组成，其中电子在电极之间传输并通过外部电路传输。第一个电极是负极，充当阳极，而第二个电极是正极，充当阴极。根据电极形式和电解质材料的不同，有不同的电池类型和不同的应用。

电池储能系统的基本原理。

 

用于电网的最重要的电池类型是铅酸 (LA) 电池、镍镉 (Ni-Cd) 电池、锂离子 (Li-ion) 电池和液流电池。LA 电池是最早用于商业应用的可充电电池。然而，它们的缺点是比能量和功率低、需要定期维护以及充电/放电循环次数有限。Ni-Cd 电池由于其更高的能量密度、大量的充电/放电循环和更低的维护要求而成为 LA 电池的有竞争力的替代品。在镍镉电池中，氢氧化镍用作正极负极采用氢氧化镉。除了镍和镉金属的毒性外，镍镉电池还具有记忆效应，需要在开始新的循环之前完成充电和放电。这使得它们不适合需要根据能量不匹配情况进行适度充电和放电循环的微电网。

 

在被用作大型应用的潜在储能系统之前，锂离子电池广泛用于手机和电子设备。在能源应用中使用锂离子电池的动机归因于几个因素：与其他电池类型相比，它们具有高能量和功率密度； 它们的开路电压很高，每个电池高达 4 V；它们提供快速充电/放电、低自放电率和高达 3000 次循环的长寿命。

 

最近，液流电池作为储能新技术得到发展。它们的操作基于可逆化学反应，该化学反应发生在从两个独立储罐供应的两种电解质水溶液之间，如图 2 所示。液流电池的能量容量可以通过改变储存电解质的体积来轻松管理。由于成本高，液流电池与微电网和可再生能源的使用仍然受到限制。