4.3 集成示范

集成示范方面，我国学者在铁路牵引变电质量治理、新能源发电调节、地铁制动能回收利用等方面，实现了飞轮储能的集成示范应用。中铁北京局集团邯长线新固镇变电所进行了基于2 MW飞轮储能系统(6台333 kW/3.61 kWh单机并联)的牵引变电所能量回收、电能质量综合治理测试，结果表明，系统电压波动、电压不平衡度、电压总谐波畸变率等电能质量指标改善，回收了制动能量的20%，可以降低变电所容量需求。青海西宁韵家口风光储示范基地开展了MW级先进飞轮储能阵列并网控制示范项目测试，结果表明1 MW飞轮阵列实现了单日300次、累计2000余次充放电测试。在青岛地铁3号线万年泉路站，2台1 MW飞轮储能装置完成安装调试并顺利并网。总体上，中国中高速飞轮储能单机储能量正在从5～20 kWh向50～100 kWh发展、功率正在从200～400 kW向500～2000 kW发展。

5 铅蓄电池

铅蓄电池已有160余年的历史，其技术成熟、产业链体系健全、成本较低，但存在能量密度较低、循环寿命短和充放电倍率小等不足。近10多年铅蓄电池的研发重点在铅炭电池，通过在负极添加高活性的炭材料，可以有效抑制部分荷电态下因负极硫酸盐化引起的容量快速衰减，可有效提升循环寿命，并提高电池的快速充放电能力。

5.1 基础研究

在基础研究方面，铅炭电池负极添加剂仍然是研究热点。碳基添加剂必须具有特殊孔隙结构和较高的析氢过电位才能使其发挥最大的作用，即控制负极硫化且不失水。林海波等研究表明，负极活性物质加入碳添加剂会给电池设计带来系统性问题，但可以通过工程和科学的策略来解决。陈理等通过在负极铅膏中添加香兰素，使得和膏时用水量增加，以及铅膏的表观密度发生变化，提升了电池在部分荷电态下的循环性能。铅炭电池的基础研究方向还有活性物质、添加剂工程、界面工程和全电池设计，其重点为副反应控制、铅炭电极在充放电过程中的结构转变以及铅炭电池的最终失效模式上。

5.2 关键技术

在关键技术方面，当前铅炭电池负极添加剂技术主要集中在设计和制备工艺研发方面，需要设计和制备具有高电化学活性、高铅炭亲和性、高比表面积和良好孔隙率、高析氢过电位和具有良好的质子和离子电导性的碳基材料。

铅炭电池正极添加剂技术最近也受到重视，正极软化脱落的失效机制日益凸显。5G+储能和数据中心等应用场景对正极板栅提出了更高的要求，未来正极板栅应该朝着高温耐腐蚀方向发展，提高正极极板的循环寿命，完善铅炭电池的组成。