Bekanntermaßen lässt sich die Energiespeicherung in mechanische Energiespeicherung und chemische Energiespeicherung unterteilen. Mechanische Energiespeicher können weiter in Pumpspeicher, Druckluftspeicher und Schwungradspeicher unterteilt werden; Chemische Energiespeicher (die wir normalerweise als Batterien bezeichnen) können in Blei-Säurebatterien, Nickel-basierte Batterien, Lithium-Ionenbatterien, Durchflussbatterien und Natrium-Schwefelbatterien unterteilt werden.
Blei-Säurebatterien: Dies sind wiederaufladbare Batterien, deren Elektroden hauptsächlich aus Blei und seinen Oxiden bestehen und deren Elektrolyt eine Schwefelsäurelösung ist. Im entladenen Zustand ist der Hauptbestandteil der positiven Elektrode Bleidioxid und der Hauptbestandteil der negativen Elektrode Blei; Im geladenen Zustand sind die Hauptbestandteile sowohl der positiven als auch der negativen Elektrode Bleisulfat. Zu den Vorteilen von Blei-Säure-Batterien gehören: sichere Abdichtung, Entlüftungssystem, einfache Wartung, lange Lebensdauer, stabile Qualität und hohe Zuverlässigkeit; Die Nachteile sind eine erhebliche Bleiverschmutzung und eine geringe Energiedichte (dh sie sind zu sperrig).
Batterien auf Nickel--Basis: Nickel-Metallhydridbatterien sind eine Art wiederaufladbare Hochleistungsbatterien. Nickel-Metallhydrid-Batterien (NiMH) verwenden Ni(OH)₂ (NiO-Elektrode) als aktives Material der positiven Elektrode und ein Metallhydrid (auch Wasserstoffspeicherlegierung oder Wasserstoffspeicherelektrode genannt) als aktives Material der negativen Elektrode. Der Elektrolyt ist eine 6 mol/L Kaliumhydroxidlösung. Zu den Vorteilen von Batterien auf Nickelbasis gehören eine hohe Energiedichte, eine schnelle Lade-/Entladegeschwindigkeit, ein geringes Gewicht, eine lange Lebensdauer und keine Umweltverschmutzung. Zu den Nachteilen gehören ein leichter Memory-Effekt, mehr Verwaltungsprobleme und die Tendenz, dass einzelne Zellseparatoren schmelzen.
Lithium-basierte Batterien (Lithium-Ionenbatterien) sind Batterietypen, die Lithiummetall oder Lithiumlegierungen als negatives Elektrodenmaterial und eine nicht-wässrige Elektrolytlösung verwenden. Aufgrund der hochreaktiven chemischen Eigenschaften von Lithiummetall erfordern seine Verarbeitung, Lagerung und Verwendung eine sehr strenge Umweltkontrolle. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie sind Lithium--Ionenbatterien mittlerweile zum Mainstream geworden.
Wichtige Vorteile sind lange Lebensdauer, hohe Energiedichte, geringes Gewicht und starke Anpassungsfähigkeit. Zu den Nachteilen zählen mangelnde Sicherheit, Explosionsanfälligkeit, hohe Kosten und eingeschränkte Nutzungsbedingungen.
Flow-Batterien: Flow-Batterien sind ein Gerätetyp, der sich für die stationäre Energiespeicherung im großen Maßstab eignet. Im Vergleich zu häufig verwendeten Blei-- und Nickel-Cadmium-Batterien bieten sie Vorteile wie unabhängiges Design von Strom und Energiespeicherkapazität (Energiespeichermedium wird extern gespeichert), hohe Effizienz, lange Lebensdauer, Tiefentladefähigkeit und Umweltfreundlichkeit, was sie zu einer der bevorzugten Technologien für die Energiespeicherung im großen Maßstab macht. Zu den Vorteilen von Durchflussbatterien gehören: flexibles Layout, lange Lebensdauer, schnelle Reaktion und keine schädlichen Emissionen; Der Nachteil ist ein erheblicher Unterschied in der Energiedichte.
Natrium-Schwefelbatterien: Natrium-Schwefelbatterien sind eine Art Sekundärbatterie, die metallisches Natrium als negative Elektrode, Schwefel als positive Elektrode und ein Keramikrohr als Elektrolytmembran verwendet. Unter bestimmten Betriebsbedingungen gehen Natriumionen über die Elektrolytmembran eine reversible Reaktion mit Schwefel ein, wobei Energie freigesetzt und gespeichert wird. Vor- und Nachteile von Natriumionenbatterien: hohe spezifische Energie (bis zu 760 Wh/kg), keine Selbstentladung, nahezu 100 % Entladeeffizienz und eine Lebensdauer von 10–15 Jahren; Der Nachteil ist die hohe Temperatur (350 °C), bei der Schwefel und Natrium schmelzen.
Ternäre Lithium---Ionen-Batterien: Als ternäre Polymer-Lithium---Ionen-Batterien werden Lithium---Ionen-Batterien bezeichnet, die Lithium-Nickel-Kobalt-Mangan-Oxid (Li(NiCoMn)O2) als positives Elektrodenmaterial verwenden. Ternäre zusammengesetzte positive Elektrodenmaterialien verwenden Nickelsalze, Kobaltsalze und Mangansalze als Rohstoffe, und das Verhältnis von Nickel, Kobalt und Mangan kann entsprechend dem tatsächlichen Bedarf angepasst werden. Batterien mit ternären Materialien als positive Elektrode sind sicherer als Lithium-Kobaltoxid-Batterien, aber die Spannung ist zu niedrig. Beim Einsatz in Mobiltelefonen (die Abschaltspannung von Mobiltelefonen liegt in der Regel bei etwa 3,0 V) kommt es zu einem spürbaren Kapazitätsmangel. Die Vorteile ternärer Lithium--Ionen-Batterien sind: gute Zyklenleistung; Der Nachteil besteht darin, dass ihre Verwendung etwas eingeschränkt ist.
Lithiumeisenphosphat: Unter Lithiumeisenphosphatbatterien versteht man Lithiumionenbatterien, die Lithiumeisenphosphat als positives Elektrodenmaterial verwenden. Wichtige positive Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien sind Lithiumkobaltoxid, Lithiummanganoxid, Lithiumnickeloxid, ternäre Materialien und Lithiumeisenphosphat. Unter ihnen ist Lithiumkobaltoxid derzeit das positive Elektrodenmaterial, das in der überwiegenden Mehrheit der Lithium-Ionen-Batterien verwendet wird. Zu den Vorteilen von Lithiumeisenphosphat gehören: verbesserte Sicherheitsleistung, längere Lebensdauer, gute Hochtemperaturleistung, große Kapazität, kein Memory-Effekt, geringes Gewicht und Umweltfreundlichkeit; Zu den Nachteilen gehören: Es kann zu Mikrokurzschlüssen, geringerer Energiedichte, höheren Herstellungskosten, schlechter Produktkonsistenz und Problemen mit geistigem Eigentum kommen.