儲能技術是一項可能對未來能源系統發展及運行帶來革命性變化的技術。在眾多儲能技術中，技術進步最快的是電化學儲能技術。以鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池為主導的電化學儲能技術在安全性、能量轉換效率和經濟性等方面均取得了重大突破，極具產業化應用前景。介紹了鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池以及液流電池的電化學反應原理、體系特點和各材料的發展現狀。

隨著全球可再生能源的普及應用、電動汽車產業的迅速發展以及智能電網的建設，儲能技術成為制約抑或促進能源發展的關鍵環節。儲能的本質是實現對電能的儲存，在需要的時候釋放出來。目前可再生能源技術主要有風能、太陽能、水力發電。它們都存在較大的不可預測和多變特性，對電網的可靠性造成很大沖擊，而儲能技術的發展可有效地解決此問題，使得可再生能源技術能以一種穩定的形式儲存并應用。另外，作為未來電網的發展方向，智能電網通過儲能裝置進行電網調峰，以增加輸配電系統的容量及優化效率。在整個電力行業的發電、輸送、配電以及使用等各個環節，儲能技術都能夠得到廣泛的應用。

目前的儲能技術主要包括機械儲能、化學儲能、電磁儲能和相變儲能。機械儲能主要分為抽水儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能，存在的問題是對場地和設備有較高的要求，具有地域性和前期投資大的特點。化學儲能是利用化學反應直接轉化電能的裝置，包括電化學儲能（各類電池）和超級電容器儲能。電磁儲能主要是指超導儲能，主要問題是高的制造成本以及低的能量密度。而變相儲能是通過制冷或者蓄熱儲存能量，儲能效率必然較低。與其它幾種方式相比，電化學儲能具有使用方便、環境污染少，不受地域限制，在能量轉換上不受卡諾循環限制、轉化效率高、比能量和比功率高等優點。

自1859年勒克朗謝發明鉛酸蓄電池以來，代表電化學儲能的各類化學電池始終朝著高容量、高功率、低污染、長壽命、高安全性方向發展，涉及各種形式的儲能體系，成為儲能領域中最重要的組成部分。

電化學儲能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、釩液流電池、鋅空氣電池、氫鎳電池、燃料電池以及超級電容器，其中鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池是研究熱點和重點。表1對這幾種電化學儲能電池的各項參數做出了詳細對比。

1、鉛酸電池

鉛酸電池是最早商業化的儲能電池體系，其主要由及其制成，是硫酸溶液。鉛酸電池狀態下，主要成分為，主要成分為鉛；放電狀態下，正負極的主要成分均為。用化學反應方程式表示為：

早期的鉛酸電池都采用流動電解液體系，當電池處于過充狀態時會消耗電解液中的水，在正負極分別生成氧氣和氫氣，所以在使用過程中需要定時加水以維持電解液平衡。同時，早期鉛酸電池還存在過充、酸泄露、正極板變形等問題。

到20世紀末，閥控技術的應用為鉛酸電池帶來了重大的技術突破。閥控鉛酸(VRLA)蓄電池的設計原理是將一定數量的電解液吸收在極片和隔板中，以此增加負極吸氧能力，阻止電解液損耗，使電池能夠實現密封。在密封體系中，當電池過充時可以實現一個內部的氧循環，正極產生的氧氣與負極的海綿狀鉛反應，使負極的一部分處于未充滿狀態，擬制負極氫氣的產生，從而有效地解決電解液流失以及漏酸等問題。閥控鉛酸蓄電池的比能量可以達到35Wh/kg或70Wh/L，同時功率和能量效率分別達到90%以及75%，而每月自放電低于5%，生命周期可以達到8年，充放電循環1000次。由于鉛酸電池價格便宜、構造成本低、可靠性好、技術成熟，已廣泛應用于汽車蓄電池以及各類備用電源。

鉛酸電池的市場占有量在蓄電池中高達30%，但由于鉛酸電池正極活性材料軟化脫落、板柵腐蝕、負極活性材料不可逆硫酸鹽化，導致其循環壽命較短，在高溫條件下更為嚴重。

近年來，以碳作為鉛酸電池活性物質載體可大大提高其比能量和比功率。這種電池的原型——鉛碳超級電池，其結構相當于將一個雙電層電容器與傳統的鉛酸電池并聯使用，使鉛碳電池兼具了傳統鉛酸電池的高能量和電容器的高比功率。由于碳能夠起緩沖器的作用，與鉛負極分擔充/放電電流，特別是在高倍率電流充/放電時，復合負極板中的碳首先快速響應，能夠減緩大電流對鉛負極板的沖擊，顯著提高了電池的使用壽命(>5000次)。然而超級電池存在的最大問題就是在生產過程中不可避免會帶來重金屬污染，雖然可以通過技術創新加以抑制，但難以避免由材料本身帶來的環境問題。