導語：2018年，電網(wǎng)側儲能應用規(guī)模爆發(fā)，據(jù)統(tǒng)計截至2018年12月底，中國已投運儲能項目的累計裝機規(guī)模為31.2GW。當前，儲能正面臨商業(yè)化的關鍵節(jié)點。儲能市場的爆發(fā)帶動儲能電池業(yè)快速發(fā)展，多種電池技術依靠自身特點立足行業(yè)。

根據(jù)中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟（CNESA）項目庫的不完全統(tǒng)計，截至2018年12月底，全球已投運儲能項目的累計裝機規(guī)模為180.9GW，同比增長3%，其中，電化學儲能累計裝機規(guī)模為6.5GW，同比增長121%。電化學儲能累計裝機量中，鋰離子電池占比86%、鈉硫電池占比6%、鉛蓄電池占比6%、液流電池占比1%、超級電容占比0.1%、其它電池占比0.5%。

與動力電池相比，儲能應用更加看重電池的“高安全、長壽命、低成本”。那么未來，究竟哪種電池技術更適合儲能市場？

鉛蓄電池

鉛蓄電池發(fā)展至今已有160多年歷史。由于鉛蓄電池具有技術成熟、適用范圍廣、效率高、循環(huán)次數(shù)多等特點，使鉛蓄電池成為發(fā)電側調峰調頻及用戶側削峰填谷的重要儲能形式。

伴隨著技術的進步，傳統(tǒng)鉛蓄電池在性能上也在不斷提升。目前，鉛炭電池已經(jīng)逐步替代傳統(tǒng)鉛酸蓄電池，成為鉛蓄電池儲能市場上的主力。但是相比鋰離子電池，鉛炭電池循環(huán)壽命短、能量密度不夠高。綜合性能上，鉛炭電池還不能勝任高要求的儲能項目。

鋰離子電池

鋰離子電池因其能量密度高、使用壽命長、適用溫度范圍寬等特點，近些年來在儲能市場的電化學儲能裝機中占據(jù)領導地位。據(jù)統(tǒng)計，2018年全球電化學儲能新增裝機中，鋰離子電池幾乎一統(tǒng)天下，占比94%。

但鋰離子電池用于儲能，也存在著一些天然的劣勢。首先是成本問題，這里說的成本并非電池制造成本，而是運行后的度電成本。盡管鋰離子電池的成本正在不斷下降，但是，若運營維護過于頻繁，尤其是在較冷或者較熱環(huán)境下，需要單獨配備空調等等，這些都會增加度電成本。

其次是鋰離子電池的安全性。畢竟儲能系統(tǒng)大多都是MW級的，一旦發(fā)生安全問題將會造成惡劣影響。因此在電動汽車上配套的主流三元鋰離子電池，并不適用于儲能系統(tǒng)，更多企業(yè)選擇相對安全的磷酸鐵鋰電池。即使這樣，也需要在BMS等方面提高預防安全風險的能力，才能把控儲能系統(tǒng)的安全性。

隨著鋰離子電池成本的不斷下降、儲能應用場景逐步成熟，國內外鋰電池儲能市場正在快速增加，鋰離子電池技術創(chuàng)新比以往任何時候更加充滿活力。在可以預見的未來，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的大體量和高競爭性，必將快速提升產(chǎn)品的性能并降低系統(tǒng)成本，儲能面臨的一些問題比如安全問題，也會隨著鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐步得以解決。

寧德時代新能源科技股份有限公司副董事長黃世霖曾表示，寧德時代將推出一款長循環(huán)壽命磷酸鐵鋰電池，使用壽命可以超過15年，單體循環(huán)超過15000次。這種電池環(huán)境適應性強，能夠很好地滿足儲能工況要求。待此款長壽命磷酸鐵鋰電池上市，將會是目前最適合應用于儲能市場的鋰離子電池技術路線。

鈉離子電池

據(jù)了解，鈉離子電池的研究開始于上世紀八十年代前后，由于當時設計出來的電極材料電化學性能不理想，鈉離子電池發(fā)展緩慢。2010年以來，根據(jù)鈉離子電池特點，研發(fā)人員開發(fā)出了一系列正負極材料，很好地展現(xiàn)了鈉離子電池高比容量和循環(huán)穩(wěn)定性，使鈉離子電池在容量和循環(huán)壽命方面有很大的提升。

鈉鎳電池，就是鈉離子電池的一種。有報道稱，鈉鎳電池具有高可靠性、高安全性、長循環(huán)壽命等特點。相對于鋰離子電池，鈉鎳電池具有極高的安全性，是一款不燃燒、不爆炸的電池；且鈉鎳電池適應溫度范圍廣，無論在零下40攝氏度還是零上65攝氏度，都能保持穩(wěn)定的產(chǎn)品性能。不僅安全性高、循環(huán)壽命長，而且地球上鈉元素的存儲量遠高于鋰，使鈉鎳電池成本遠低于鋰離子電池。早前就有行業(yè)專家預言，未來鈉鎳電池將在儲能領域大放異彩。

2019年4月，超威集團與美國GE公司合資成立的浙江安力能源有限公司投入建設近兩年的鈉鎳電池項目一期正式投產(chǎn)。據(jù)介紹，該電池單體比能量達到135Wh/kg，壽命是鋰電池的2至5倍，組成系統(tǒng)后，體積比鋰電池系統(tǒng)小50%以上，全生命周期成本比鋰電池低50%。

固態(tài)電池

固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池，其能量密度高、安全性能好，而且循環(huán)壽命長、工作溫度范圍寬，且固態(tài)電池是未來電池技術的重要發(fā)展方向之一。從各種性能表現(xiàn)看，固態(tài)電池都很適合應用于儲能領域，但目前阻礙固態(tài)電池布局儲能領域的主要因素一是技術，二是成本。

今年4月，南都電源與輝能科技股份有限公司在杭州簽署先期授權協(xié)議，雙方就固態(tài)鋰電生產(chǎn)技術授權合作達成初步共識，預計在今年年底簽署正式合作協(xié)議后開始運作。南都電源已積極布局固態(tài)電池領域，計劃在技術驗證成功后將建設國內首條1GWh規(guī)模的固態(tài)電池生產(chǎn)線。未來固態(tài)電池在儲能市場將備受期待。不知南都電源是否可以通過技術研發(fā)攻克價格難關，為未來儲能市場注入新生力量。

水系離子電池

水系離子電池在金屬離子電池的基礎上，將具有可燃、高成本的有機電解液，替換成更為安全、更易于制備的水系電解液。自從1994年首個水系鋰離子電池被報道后，推動水系離子電池開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的步伐就未曾停止。水系電解質有著以下幾方面的優(yōu)點：安全性能好、離子電導率高、價格低廉易得，無需無水無氧的環(huán)境，就可以對電池進行生產(chǎn)、組裝、密封等操作，大大降低了電池的生產(chǎn)以及技術成本。

恩力能源研發(fā)生產(chǎn)的水系鈉離子電池，避免了鋰離子電池有機電解液的易燃問題，克服了傳統(tǒng)水系電池的高污染、壽命短的缺點，能夠滿足大型儲能系統(tǒng)安全、長壽命、低成本、環(huán)保等要求，從而可為大規(guī)模儲能提供一種廉價、清潔的新體系。

盡管水系電解質在鈉離子電池的應用有著巨大的前景。但是水系鈉離子電池也有不足之處，比如電化學窗口窄。水的熱力學電化學窗口只有1.23V，為了避免發(fā)生水的電解反應，水系鈉離子電池的電壓在1.5V左右，不超過2V。許多鈉鹽化合物在水中的溶解度較大，有些甚至在水中會發(fā)生分解，進一步限制了鈉材料的選擇。目前技術來看，水系鈉離子電池仍屬小眾。此外，水系Li,K,Zn,Mg,Ca,Al等新型離子電池也都處于開發(fā)階段，距離產(chǎn)業(yè)化階段仍有待時日。

儲能市場多種電池技術，最終離不開安全二字。2018年，國內外儲能電站著火事故，以及近期多起新能源車起火事故，讓產(chǎn)業(yè)鏈條上的所有相關方開始認識到安全的重要性，儲能電池的安全性能也被提升到新的高度。高安全、長壽命、低成本、才是儲能電池的理想體系，未來儲能市場多種技術共同發(fā)展，哪種才是未來？我們拭目以待。