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钛酸锂于储能领域应用方案分享 LTO Application Solutions in Energy Storage 银隆新能源股份有限公司 Yinlong Energy co., Ltd 奥钛纳米技术公司 Altairnano Inc. 目录 Content 企业简介 Company Profile 技术优势 Technical Advantages 产品概况 Products Overview 应用案例 Market Applications 1 企业简介 Company profile 银隆新能源股份有限公司成立于2008 年，是一家集银隆钛核心材料、电池、电机电控、充电设备、智能储能系统、纯电动整车研发、生产、销售以及动力电池回收梯次利用为一体的全球综合新能源产业集团，旗下拥有银隆新能源、广通汽车、奥钛储能三大品牌等。奥钛纳米技术公司是银隆全资控股子公司，总部位于美国内华达州里诺市Reno, Ne. ，在美国印第安纳州，安德森市Anderson, In. 及国内成都均设有研发和测试中心。公司主要研发及生产高性能纳米钛酸锂（nLTO ）材料、钛酸锂电池及电池系统，为电网、工业、运输、军工及新能源发电领域提供商业化的专业储能解决方案。 2012 奥钛中国基地建立 2011 被银隆收购53.4 股份 2005 开始钛酸锂电池研发 1973 公司成立 2018 被银隆全资收购珠海总部 Zhuhai 天津产业园 Tianjin 成都产业园 Chengdu 南京产业园 Nanjing 洛阳产业园 Luoyang 兰州产业园 Lanzhou 邯郸产业园 Handan 石家庄产业园 Shijiazhuang 全国八大基地，实现辐射性战略部署 Production Deploied in 8 Cities of China 奥钛国际储能研究院 Altair 材料研究院 Material 电池研究院 Cell 电池应用和PACK 研究院燃料电池研究院充电中心商用/ 专用车研究院 61研发体系，加速技术创新及产业升级步伐 6 RD Institutes and 1 Charging Center 银隆新能源从纳米材料研究到电池、三电系统、充电设备、纯电动汽车、储能等产品的研发生产，再到动力电池回收梯次利用，已形成全闭合式循环产业链。 2 技术优势 Technical Advantages 银隆钛电池优势 Yinlong LTO battery’s advantages 在目前的商业应用中钛酸锂电池的4 大优势可以发挥出其它电池无法达到的性能而秘密就在于我们的专利技术--- 湿法纳米材料工艺频繁脱嵌，使石墨体积变化增大（体积变化率±10 ）严重降低了循环寿命。脱嵌过程，LTO 结构稳定（体积变化率±0.3 ）具有长循环寿命特性。材料的特性钛酸锂材料具有稳定的三维晶体结构，在充放电过程中，材料结构几乎不发生变化，与石墨负极材料相比被称为“零应变材料”。 3 产品概况 Product Overview 电机电控纯电动公交车产品概览 Product Overview 储能系统 / 电动车单元电池柜/ 电池架模组 / PACK / BMS 电芯工艺材料纳米钛酸锂材料提供稳定电网的  国内火电联合调频辅助服务  可再生能源，即风电，太阳能发电平滑产品特征  3MW/1MWh ～1.2MWh；  -50℃60 ℃；  45尺集装箱；  系统设计寿命25年， 1MWh/3MW 3C 倍率钛酸锂储能系统 45尺标准HQ 海运集装箱储能系统 1. 钛酸锂的高倍率性能能够提供3C 配置系统Power Energy3 ，为用户提供一个最小规模的高倍率系统完成调频等辅助服务，瞬间提供大倍率的输入/ 输出； 2. 调频等电网辅助服务或新能源平滑需求储能系统每天几百甚至上千次的浅充浅放，尤其是中国的火电/ 热电储能联合调频应用负荷强度非常高，只有钛酸锂系统能够承受如此重度的负荷且实现15年以上循环寿命，为客户带来最低全寿命周期成本； 3. 钛酸锂极佳的安全性，及奥钛完善成熟的系统设计能力为电网项目提供安全保障； 4. 电网系统将实际受益于提高的稳定性，效率，污染排放及运行维护成本的减少。奥钛钛酸锂储能系统运用于电网调频的技术优越性 Altairnano LTO advantages in Frequency Regulation  IEC 62133 国际电工委员会标准  SAE J2464 美国机动车工程师学会电动和混合动力电动汽车储能安全和滥用试验  ISO 12405 Thermal vibration Mechanical Shock 国际标准化组织锂离子电池包和系统的测试规范热震动及机械振动  UN38.3 锂离子电池及电池包国际运输标准  2MW KEMA 认证先进的钛酸锂电池储能系统成功的展示了电网应用的潜力国际权威认证 International Certification 我们的钛酸锂技术不仅提供高功率而且提供强大的解决方案想象一下电动车充满电只需要6 分钟甚至更短 Imagine completely charging an EV in only 6 minutes or less 想象一下像超级电容一样工作，但只需要支付锂电池的价格 Imagine supercap-like perform at lithium-ion battery costs 想象一个电池可以在-50°C 到65°C 正常工作 Imagine a battery perform unaided at -50°C 65°C 想象一个电池较其它锂离子电池，有2 倍以上的滥用承受能力. Imagine a battery 2 times more abuse-tolerant than other Li-ion technologies Not just power Powerful solutions 4 应用案例 Market Applications Škoda Electric 斯柯达电气及捷克两大电车公司Ekova和Cegelec 项目需要应用钛酸锂电池超长的循环寿命、超低温性能及3C ～6C 的高倍率性能。 01. 交通运输案例 Transportation 英国庞巴迪公司在英国生产陆运空运的驱动系统，位于英国的德比纯电动客运火车。  庞巴迪公司- 英国客运火车 Bombardier 调度火车头混合动力系统  国家铁路总公司大连机车厂 3000HP 混合动力调车机，柴电功率混合动力系统；为机车提供待机工况下的辅助系统电力供应；机车单机运行时的电力供应；轻负荷牵引时的电力供应。  比利时EMROL –电动客船 BB Green 20米客船，可运载70-100 名乘客； 20分钟岸上充电时间；往返里程都以全电动模式运行。  快速充电纯电动巴士 Ultra Fast Charge EV bus Proterra BE35 Fast Charge Battery Electric Transit Bus NREL/Leslie Eudy Two 500kw fast chargers are located at the Pomona Transit Center Average 4.99 min charging time/12.5times /day Hybricon 12m 18m Ultra-fast Charge Electric Bus 3 min 68C fast charge, operate for one hour 瑞典 Hybricon 在北欧寒冷的冬季- 30℃ 的环境中完美运行；最早一批车已运行五年以上，电池系统无任何质量投诉； 3 分钟6 ～8C 超快速充电可以持续1 个小时的运行。美国 Proterra 美国能源部国家可再生能源实验室NREL成功案例研究；在内华达及加州运行已超过6 年； 3 ～5 分钟600kw 6C 快速充电。第二代 TOSA in Geneva 第一代TOSA Bus in Geneva ABB –闪充电巴士 TOSA Flash Charging EBus 日内瓦第一台纯电动铰接巴士，无架空线运行，已在瑞士日内瓦成功运行，目前正在国内实现大规模应用。运用银隆奥钛电池10C 以上高倍率性能，在行驶途中，15 秒内即可瞬间完成充电。  芬兰卡尔玛港口机械 Cargotec 混合动力港口跨运车Hybrid Straddle Carrier 35 度奥钛LTO 电池系统8C 倍率回馈能量来自该客户的混合动力系统技术优越性及经济性分析 I. 节省柴油（比传统柴油设备或车辆节省30 ～40 ） II. 安静（噪音减少50 ，给驾驶员舒适的驾驶环境，并减少对环境的噪音污染） III. 环境污染小（减少碳排量，可以符合各种日益严苛的场地排放标准） IV. 高效（自动化程度提高） V. 维护成本降低（减少了发动机工作时间约1/3 ，从而减少对发动机的维护工时） VI. 运行成本降低（每年可以节省近20万元的柴油及维护费用） VII. 投资的电池系统约3 年可回收成本。 VIII. 已成熟运行6 年以上 02. 工业市场案例 Industry 70 度电的系统，5 分钟6C 快速充电可连续在港口运行1个小时纯电动快充港口跨运车Fast Charge Straddle Carrier  芬兰卡尔玛港口机械 Cargotec 纯电动快速充电AGV  芬兰卡尔玛港口机械 Cargotec 负载70 吨 70 度电的电池系统 6-10 分钟快速充电，无需更换电池  通用电气- 风电 GE Wind Brilliant Wind Turbiners 奥钛与风力发电涡轮机配合使用的小型储能系统 GE 风电在加州的示范系统 Small Altairnano System Larger Durathon System Test Trailer Operates both batteries 通过使用奥钛PowerRack 电池系统可以做到以下短期储存供应风力发电场应用所需要的电力 Short term storage to deliver committed power within Wind Farm Application 确保工作人员可以1560分钟间隔预计能量输出 Enable operators to forecast energy output in 15-60 minute intervals 额外的运营收入，风力发电商可以卖给电网运营商 Additional revenue stream for wind developer- sell electricity to grid operators to regulate frequency variations AGV 无人车EMROL Schaefer 等公司该应用需要钛酸锂电池的高倍率快速充电性能，保证无人车24 小时不停作业。奥钛24V,22Ah 电池及集成的电池管理系统BMS 成功应用于武器，军事车辆，可移动电源及备用电源应用– 美国军事与航空电子研究组织。 ONR美国海军研究办公室 Australian DSTO 澳大利亚国防科技组织 UK Submarine 英国海军潜艇 03. 军工领域案例 Military  军舰备用及黑启动电源 Back up and black start Battery 08 年2 月20 日Piper Jaffray 清洁技术及可再生能源会议发表声明奥钛电池系统将会取代美国海军2类军舰52 号阿利伯克护卫舰）上持续运行的500kw 备用柴油发电机组。图片来源于网络奥钛钛酸锂电池经测试通过，为美国陆军M19 105mm 轻型机枪数字化项目供应电池。  陆军项目 ARDEC M19 Howitzer 轻型机枪 Nanosensor SBIR 纳米传感器 Micro Grid 微网 .BAA19 .CERL 2008年10月9日，美国海军水面作战中心对奥钛基于50Ah 软包电芯的 5个100Ah 22.4V 2P8S 模组进行了滥用测试，验证奥钛电池可安全运用于军事项目。 Conclusion 奥钛锂离子电池模块被证明在所有滥用测试场景中相比以前测试过类似大小的锂离子电池，表现出明显良性的结果。所有测试无着火，爆炸现象，无任何模组内的零部件或材质喷射出来。 The Altairnano Mk0.5 modules performed better than other similar batteries in regards to possibility of fire. There was no fire during any of the tests performed. There was also no deflagration of the module case and no internal components were ejected from the case. With the exception of the crush test the module was not deformed as a result of any test. With respect to other similar sized lithium ion batteries the testing of this module proved very benign. 7.62mm 子弹冲击测试 Bullet 50 口径的机关枪射击冲击测试 Cal Bullet 柱体重压测试 Crush 试验非常良性，子弹没有完全穿过模块，模块只冒出一股烟, 模组仍有大约19.5 vdc 的电压，没有火灾或爆燃。子弹完全穿过模块，模块冒出灰白色的烟, 大概持续了5分钟，模组电压降至12.5 Vdc ，之后在 3 个小时内降到了9.0Vdc ，没有火灾或爆燃情况。子弹完全穿过模块，模块冒出灰白色的烟, 大概持续了5 分钟，模组电压降至12.5 Vdc ，之后在3 个小时内降到了9.0Vdc ，没有火灾或爆燃情况。针刺测试 Nail Penetration Test 过充测试 Overcharge 震动测试 Viberation 温度及湿度测试 Temperature Humidity 盐雾测试 Salt Fog 对单个模组和由铜牌连接的一对模组在任意轴线上进行震动测试，结果显示对电池模组没有任何负面影响。扫描没有发现不良的共振频率，模组外壳没有扭曲或膨胀，没有发现环氧树脂胶开裂。测试的由铜排连接的一对模组没有显示出受环境温度和湿度对电性能或物理性能的负面影响。对一对由铜排连接的模组进行了测试，发现仅在金属和环氧树胶板表面显示出轻微的腐蚀，是盐雾蒸发后留下来的盐结晶造成的。无其它电性能或物理性能方面的负面影响。产生大量的烟雾。模块侧板融化，但是没有可见的火灾或爆燃。电池被充电至4.0Vdc, 冒出白色烟雾，但是无火灾或爆燃。通过实现以下服务功能，奥钛针对电网的各种问题提供专业的解决方案 Altairnano creates solutions to problems highly specific to the electric grid, and uses our energy storage technology to bring value to utilities, through 04. 电网项目案例 Grid 调频可再生能源发电整合-- 平滑及调频电压调节分布式能源电力支持黑启动微网优化增量配网热备用 Frequency regulation Renewable integration Voltage support Distribution level support Black start Microgrid optimization Energy capacity enhancement Spinning reserve 客户 Customer 系统配置 Configuration 应用 Application 地点 Location 运行始于 Operation started in AES 1MW/250KWh Frequency regulation PJM, America 2009 AES 1MW/250KWh Frequency regulation ERCOT, America 2010 Energy Storage Holdings, LLC 1.8MW/300KWh Frequency Regulation PJM, US 2013 可靠的运行及与电网交互反应超过500,000次的浅充浅放，共3,300 兆瓦时在线率 95, 按照计划创造经济收入能量衰减小于2 ，并且没有大的功率衰减预期保持额定功率及能量25年以上，无需更换电池 2007年奥钛向美国AES 先后交付2套各1MW/250kWh 的调频系统，服务于PJM ISO 独立系统运营商）市场，以下是截取了头两年的一段运行数据对AGC 信号在4 秒钟内做出反应客户 Customer 系统配置 Configuration 应用 Application 地点 Location 运行始于 Operation started in HNEI / HELCO 1MW/250KWh Wind power Integration FR Hawaii 2013 HNEI / HECO 1MW/250KWh Solar power Integration FR Oahu, Hawaii 2016 HNEI /MECO 2MW/397KWh Solar power Integration FR Molokai, Hawaii 2016 Actual Wind Farm Output-Smoothing Potential by Altairnano Lithium Titanate Battery Storage 9.50000 10.50000 11.50000 12.50000 13.50000 14.50000 15.50000 16.50000 1 68 135 202 269 336 403 470 537 604 671 738 805 872 939 1006 1073 1140 1207 1274 1341 1408 1475 1542 1609 1676 1743 1810 1877 1944 2011 2078 2145 2212 2279 2346 2413 2480 2547 1.5 Hour Event 2 Second Resolution MWs 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 State of Charge  奥钛展示风电平滑技术 1MW/250kwh储能系统整合10.5MW 风电场 9.5 储能配比  通过平滑新能源功率斜坡率及控制电压波动创造价值 180万美金交钥匙项目，包含3 年的技术支持  控制斜坡率至1 MW/min 根据以下夏威夷自然能源研究所基于其中一套系统前三年的运行记录，发表于 Journal of Power Sources 的文章信息可获知  奥钛1MW/250kwh储能系统处于工作状态的时间达到了90 ，期间没有出现过任何故障  3 年时间中，储能系统单体电芯一共进行了5200次左右的等效满功率循环  最高充放电倍率达到了6C 客户 Customer 系统配置 Configuration 应用 Application 地点 Location 运行始于 Operation started in Vestas 1MW /250KWh Wind power Integration FR Denmark 2014 储能与风电场的功率配比 ESS Wind Farm Power Ratio 18 MW Wind Farm with Output Ramping Smoothed to .7MW/min 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 68 135 202 269 336 403 470 537 604 671 738 805 872 939 1006 1073 1140 1207 1274 1341 1408 1475 1542 1609 1676 1743 1810 1877 1944 2011 2078 2145 2212 2279 2346 2413 2480 2547 2 Hour Event 2 Second Resolution MWs Raw Wind Farm Output Smoothed Windfarm Output 18 MW Wind Farm with Output Ramping Smoothed to 2 MW/min 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 68 135 202 269 336 403 470 537 604 671 738 805 872 939 1006 1073 1140 1207 1274 1341 1408 1475 1542 1609 1676 1743 1810 1877 1944 2011 2078 2145 2212 2279 2346 2413 2480 2547 2 Hour Event 2 Second Resolution MWs Raw Wind Farm Output Smoothed Windfarm Output 1. 客户期望达到的调节效果 Effect 2. 并网政策要求 Policy 4MW 储能系统整合18MW 风电场（22 ）平滑后输出的斜坡率为 0.7MW/ 分钟 2MW 储能系统整合18MW 风电场（11 ）平滑后输出的斜坡率为 2MW/ 分钟客户 Customer 系统配置 Configuration 应用 Application 地点 Location 运行始于 Operation started in TSK 2MW/397KWh Integrated solar power generation PUERTO RICO, USA 2015 客户 Customer 系统配置 Configuration 应用 Application 地点 Location 运行始于 Operation started in China state grid 2MW/500 KWh Wind and solar power Integration Hebei 2015 银隆新能源，为您提供定制化的储能应用解决方案交通运输工业制造电网调频通信基站家庭储能建筑节能军工领域仓储物流银隆新能源致力于社会· 环境· 人类· 未来与绿色同行 THANKS