無(wú)論鋰離子電池是否會(huì)在將來(lái)仍然成為儲(chǔ)能領(lǐng)域的主導(dǎo)力量，但現(xiàn)實(shí)的情況是，它在當(dāng)今的并網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，就像在電動(dòng)汽車和消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域的地位一樣。自從2010年以來(lái)，鋰離子電池成本平均下降了約10倍，并且其容量和功率密度不斷提高。
為了成功實(shí)現(xiàn)能源脫碳和穩(wěn)定電網(wǎng)，因此全球電力市場(chǎng)需要更多地部署不同儲(chǔ)能技術(shù)，特別是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和天然氣發(fā)電等技術(shù)，但就目前而言，鋰離子電池是市場(chǎng)主要的儲(chǔ)能技術(shù)。為此，三位行業(yè)專家對(duì)鋰離子電池的性能以及鋰電池行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了探討。
EIT InnoEnergy公司工業(yè)戰(zhàn)略主管Bo Normark是能源行業(yè)的一名資深人士，擁有近40年的能源系統(tǒng)分析經(jīng)驗(yàn)。而EIT InnoEnergy不僅是歐盟創(chuàng)新技術(shù)研究院支持的能源創(chuàng)新加速機(jī)構(gòu)，也是創(chuàng)建和領(lǐng)導(dǎo)歐洲電池聯(lián)盟的關(guān)鍵參與者，該組織致力于推動(dòng)數(shù)十億歐元的戰(zhàn)略投資，以支持和創(chuàng)建歐洲電池制造價(jià)值鏈。
Christina Lampe-Onnerud是一位擁有無(wú)機(jī)化學(xué)博士學(xué)位的企業(yè)戰(zhàn)略家，曾兩次獲得世界經(jīng)濟(jì)論壇技術(shù)先鋒獎(jiǎng)。她希望改變鋰離子電池的技術(shù)和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，致力設(shè)計(jì)高度簡(jiǎn)化的鋰離子電池，并且可以批量生產(chǎn)。她所在的Cadenza Innovation公司已經(jīng)開發(fā)出了用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的大型棱柱形“超級(jí)電池”，據(jù)稱這種電池比許多競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的解決方案更具成本效益、更安全、能量密度更高。
英國(guó)電池初創(chuàng)廠商Aceleron公司首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Amrit Chandan表示， Aceleron公司的解決方案致力于重新利用廢舊電池。Chandan擁有燃料電池技術(shù)博士學(xué)位，他與該公司聯(lián)合創(chuàng)始人Carlton Cummings開發(fā)了一種可完全回收的鋰離子電池技術(shù)，同時(shí)還可以采用廢舊電池和模塊重新構(gòu)建電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，這些電池和模塊作為低成本的太陽(yáng)能+儲(chǔ)能解決方案在發(fā)展中國(guó)家用戶中使用。
鋰離子電池將會(huì)繼續(xù)在儲(chǔ)能行業(yè)占主導(dǎo)地位嗎？
首先，必須確保鋰離子電池不會(huì)成為與儲(chǔ)能市場(chǎng)或可再生能源革命相關(guān)的唯一技術(shù)。Bo Normark表示，EITInnoEnergy確定了四個(gè)主要的儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域：鋰離子電池、液流電池、超級(jí)電容器、氫儲(chǔ)能。
Normark指出，很多人錯(cuò)誤地認(rèn)為液流電池和鋰離子電池可能存在一種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，但是實(shí)際上它們之間可以互補(bǔ)，而兩種技術(shù)也有所區(qū)別。鋰離子電池與液流電池相比具有響應(yīng)時(shí)間更快的優(yōu)勢(shì)，這意味著在電力系統(tǒng)中，鋰離子電池可以比液流電池提供更多類型的功能和服務(wù)。
實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)也是一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。也就是說(shuō)，鋰離子電池在生產(chǎn)規(guī)模方面與其他電池相比具有不可擬的優(yōu)勢(shì)。
Normark 說(shuō)，“我認(rèn)為鋰離子電池在儲(chǔ)能行業(yè)具有很大優(yōu)勢(shì)，就是因?yàn)槠浯笠?guī)模生產(chǎn)而顯著降低了成本。”他表示，EIT InnoEnergy公司收購(gòu)了德國(guó)一家生產(chǎn)家用液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)電池生產(chǎn)商Voltstorage公司，在大規(guī)模生產(chǎn)降低成本之后將會(huì)更具競(jìng)爭(zhēng)力。
但是鋰離子電池技術(shù)一直在發(fā)展和改進(jìn)。例如，當(dāng)今的電動(dòng)汽車電池充電方式已得到極大地優(yōu)化，有助延長(zhǎng)其使用壽命。這一變化甚至比行業(yè)專家預(yù)測(cè)的還要快。
Normark 說(shuō)，“如果有人在一年前問(wèn)我，我會(huì)說(shuō)：‘液流電池將在大型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用，因?yàn)榇嬖谝?guī)模經(jīng)濟(jì)。’而現(xiàn)在我不太確定，因?yàn)榱姿徼F鋰(LFP)電池的成本正在下降，很難與其競(jìng)爭(zhēng)。”
Cadenza Innovation的“超級(jí)電池”架構(gòu)
鋰離子電池是否足夠安全？
Cadenza Innovation公司首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Christina Lampe-Onnerud說(shuō)，“鋰離子電池是儲(chǔ)能行業(yè)的主流技術(shù)。如果生產(chǎn)和封裝工藝先進(jìn)，其質(zhì)量將會(huì)非常可靠。然而，關(guān)于生產(chǎn)工藝應(yīng)該包含哪些內(nèi)容還有待商榷，而這與電池安全性問(wèn)題密切相關(guān)。”
鋰離子電池相對(duì)安全，但是APS公司的一個(gè)電池儲(chǔ)能設(shè)施在去年發(fā)生火災(zāi)和爆炸事件中造成4名消防員受傷，在儲(chǔ)能行業(yè)中對(duì)于其安全性產(chǎn)生不利影響。即使在過(guò)去的幾個(gè)月，也發(fā)生了幾起與電池有關(guān)的事件，導(dǎo)致環(huán)境災(zāi)難或人員傷亡。這意味著鋰離子電池的安全性問(wèn)題至關(guān)重要。
在任職Cadenza Innovation公司首席執(zhí)行官之前，她曾是鋰離子電池安全事故的調(diào)查人員。她指出，如今在媒體宣傳上仍然存在一些誤導(dǎo)，例如磷酸鐵鋰電池可以完全替代鎳錳鈷(NMC)三元鋰電池全，這只是一些行業(yè)廠商進(jìn)行推銷的手段。
她說(shuō)，“我認(rèn)為，這是導(dǎo)致儲(chǔ)能部署決策者猶豫的原因。正如一些公用事業(yè)公司所說(shuō)：‘我們不確定為此做好了準(zhǔn)備’。如果進(jìn)行坦率探討的話，我們認(rèn)為鋰將被采用其他金屬元素的電池產(chǎn)品替代，它們只在是熱失控的速度或觸發(fā)因素略有不同，但不要自欺欺人，認(rèn)為可以完全取代。”
Lampe-Onnerud認(rèn)為，Cadenza公司解決熱失控問(wèn)題的方法(當(dāng)然，這意味著沖擊或短路會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池著火)將是該問(wèn)題的眾多解決方案之一。
Cadenza公司生產(chǎn)的電池比大部分鋰離子電池都大，其設(shè)計(jì)意味著在電池內(nèi)部采取更多的安全措施。最近的第三方測(cè)試表明， Cadenza公司生產(chǎn)的電池產(chǎn)生熱失控并不會(huì)擴(kuò)散到儲(chǔ)能系統(tǒng)中的其他電池。而目前市場(chǎng)上大多數(shù)鋰離子電池被認(rèn)為是安全的，不會(huì)導(dǎo)致熱失控蔓延，并采用防火材料進(jìn)行隔離。
Lampe-Onnerud說(shuō)，“我認(rèn)為媒體實(shí)際上必須說(shuō)明其問(wèn)題所在，因?yàn)樗麄儗?duì)電池技術(shù)存在著一些誤解。現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)很安全的原因是采取很多安全性措施。例如民航飛機(jī)通常也采用傳統(tǒng)的鋰離子電池。之所以安全，是因?yàn)閷㈦姵胤胖迷跈C(jī)腹的特制鐵箱中，這樣的安全防護(hù)措施很好，但用于儲(chǔ)能系統(tǒng)可能導(dǎo)到成本過(guò)高而不可行。”
