文献综述

1.引言

随着经济全球化，能源全球化的进程正在不断加速。根据国际能源机构的预测，国际能源需求到2035年增长将超过30%，其中中国、印度和中东国家的能源需求增长将会超过60%。人类在征服自然的进程中，以空前的速度建立了现代的物质文明，同时也造成了对自然环境的破坏。过去人类为了生存所获得的适应性，正日益受到环境污染的挑战。目前全球使用的电力能源有68%取自化石燃料，即：煤炭、石油和天然气[1]。矿物燃料燃烧时，以煤炭为例，煤炭是由深埋在地壳中的植物经过复杂的化学反应形成的，在这一漫长的形成过程中，煤炭结构内会有硫、氮等元素的化合物，该类化合物在燃烧过程中极易产生大量硫氧化合物和氮氧化合物，这两类化合物会对环境产生极大污染。如当今词频比较高的”酸雨”，就是因为化石燃料的燃烧导致的。

左图是1930~2050年间的石油消耗。石油开发对水资源的污染最为严重。水是生命之源，水的污染会直接造成农作物的污染和土壤污染。而农作物的

污染又会使有毒物质在人、家禽、家畜体内富集。同时促使水资源短缺。

为了解决日趋短缺的能源问题和日益严重的环境污染，实现人类生存的可持续发展，开发新材料和新能源技术，取代当前的矿物能源势在必行。目前，最广泛使用的可替代能源是风能和太阳辐射能。从风而来的能量首先被转化成电能传递到终端做工，或进行存储。核能和太阳辐射能也可以转换为电能。然而，对电能的需求量每天都在改变，但核能是固定的不变的，风能和太阳辐射能在不同的时间范围内也是不同的。（锂离子电池正极材料磷酸铁锂(LiFePO4)的发展及面临的挑战）一次，对于能量的存储就显得至关重要。

电池储能主要是通过电池正负极的氧化还原反应来进行充放电的。蓄电池储能系统（BESS)由电池、直-交逆变器、控制装置和辅助设备（安全、环境保护设备）等组成，目前在小型分布式发电中最为广泛。根据所使用的化学物质不同，蓄电池可以分为铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池、锂离子电池等。[2]与其他电池相比，锂离子电池具有能量密度高、能量功率高、工作电压高、质量轻、无记忆效应、循环寿命长、无污染等优点。作为一类重要的化学电源，锂离子电池已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等便携式电子设备和潜艇、航空、航天领域中，并逐步走向电动汽车及其他储能领域。

表1-1显示的是部分电池体系的主要参数[3]。从中可以看出，锂离子电池以及锂硫电池在综合性能上表现优良，是我们可以研究的对象。