儲(chǔ)能的春天已經(jīng)來臨，但產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的夏季還遠(yuǎn)未到來，各類儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)開展商業(yè)或示范應(yīng)用，在應(yīng)用中展現(xiàn)了儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)，也逐漸暴露了一些問題，尤其是電池儲(chǔ)能技術(shù)，距離“低成本、長(zhǎng)壽命、高安全、易回收”的發(fā)展目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走，有待創(chuàng)新與突破。

 

　?。?）低成本

 

　　狹義的儲(chǔ)能電池成本僅包括一次（采購）成本，廣義的儲(chǔ)能電池成本還包括二次（使用）成本和三次（回收）成本。

 

　　其中，一次成本包括電池的材料成本和生產(chǎn)制造成本。在材料成本下降空間有限的情況下，通過電池結(jié)構(gòu)技術(shù)的顛覆設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化電池生產(chǎn)工藝，降低制造成本和人力成本，將會(huì)是新型儲(chǔ)能電池重要的降成本方向。

 

　　二次成本與電池使用壽命息息相關(guān)。需要結(jié)合材料技術(shù)和結(jié)構(gòu)技術(shù)，發(fā)展新型修復(fù)再生技術(shù)，提升電池使用壽命，降低容量型電池的度電成本和功率型電池的頻次成本。

 

　　三次成本主要指電池的回收成本。目前儲(chǔ)能電池的回收再生環(huán)節(jié)若要做到完全符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求，成本還是非常高的，需要有創(chuàng)新的回收再生思路，降低電池的三次成本。

 

　　儲(chǔ)能電池技術(shù)成本降低可以分為以下四個(gè)目標(biāo)階段。當(dāng)前目標(biāo)：開發(fā)非調(diào)峰功能的儲(chǔ)能電池技術(shù)和市場(chǎng)，例如調(diào)頻儲(chǔ)能電池和移動(dòng)儲(chǔ)能電池;短期（5-10年）目標(biāo)：低于峰谷電價(jià)差的度電成本;中期（10-20年）目標(biāo)：低于火電調(diào)峰和調(diào)度的成本;長(zhǎng)期（20-30年）目標(biāo)：低于同時(shí)期風(fēng)光發(fā)電的度電成本。

 

　　電池儲(chǔ)能輔助AGC調(diào)頻會(huì)先于調(diào)峰儲(chǔ)能發(fā)展起來。未來只有當(dāng)儲(chǔ)能電池應(yīng)用成本低于火電調(diào)峰成本后，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)才可能作為重要補(bǔ)充得以規(guī)模發(fā)展，并納入到電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)度系統(tǒng)。

 

　　（2）長(zhǎng)壽命

 

　　一般來說，對(duì)于消費(fèi)類小型電池（如手機(jī)電池），3至5年的使用壽命足以滿足電子產(chǎn)品的壽命要求，但目前還是希望電池單次充電后的待機(jī)時(shí)間能夠更長(zhǎng)一些，因此對(duì)于電池的能量密度有著更高的直接的需求。然而對(duì)于電力儲(chǔ)能電池，基本上都要求十年乃至二十年以上的日歷使用壽命。因此，提升儲(chǔ)能電池的日歷使用壽命尤其重要。

 

　　電池循環(huán)次數(shù)壽命是日歷使用壽命的基礎(chǔ)，但并不等同于電池的實(shí)際日歷使用壽命。因?yàn)閺臒崃W(xué)角度來說，電池系統(tǒng)是一個(gè)高度非平衡的化學(xué)體系，在漫長(zhǎng)的循環(huán)使用歲月中，還存在不可逆的體相和界面的化學(xué)變化，導(dǎo)致電池內(nèi)阻的增加和容量的衰減。目前，還缺乏合適的加速老化實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)能夠?qū)?yīng)電池實(shí)際的日歷衰減變化。未來除了需要建立相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)以外，還需要開發(fā)創(chuàng)新的在線修復(fù)再生技術(shù)，提升儲(chǔ)能電池的日歷使用壽命，滿足實(shí)際儲(chǔ)能的工況要求。

 

　　（3）高安全

 

　　儲(chǔ)能電池的安全性非常重要。相對(duì)而言，水系電池如液流電池、鉛酸電池等安全性較好，能夠滿足儲(chǔ)能電站的安全性要求，但也需要嚴(yán)格控制電池的充電截止電壓，以防止水溶液過壓電解后的析氫爆炸;有機(jī)系鋰離子電池的安全性問題較為突出，目前總體而言處于安全及格線上下的水平，有待技術(shù)突破;固態(tài)電池不含易燃的電解液，因此具有最高的安全性，在未來實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后有可能會(huì)首先應(yīng)用到高安全要求的某些特殊場(chǎng)景。當(dāng)然，固態(tài)電池要規(guī)模應(yīng)用于電力儲(chǔ)能，在降本增壽方面還有相當(dāng)?shù)睦щy需要克服。另外，固態(tài)電池的回收處理也是一大難題。

 

　　避免電池（內(nèi)部或外部）短路的安全預(yù)防技術(shù)以及在電池短路發(fā)生后的應(yīng)急維護(hù)技術(shù)是儲(chǔ)能電池安全技術(shù)發(fā)展的重要方向。僅僅通過外部滅火裝置進(jìn)行儲(chǔ)能鋰電池的安全保護(hù)，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，未來必須開發(fā)顛覆性的電池結(jié)構(gòu)技術(shù)和安全維護(hù)技術(shù)，從電池內(nèi)部徹底解決電池的安全問題，確保儲(chǔ)能電池的安全運(yùn)輸和儲(chǔ)能電站的安全運(yùn)行。

 

　?。?）易回收

 

　　資源的循環(huán)再生利用將是儲(chǔ)能電池未來規(guī)模應(yīng)用面臨的最大挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能電池要達(dá)到易回收的目標(biāo)有三點(diǎn)基本要求：1、電池回收過程符合安全和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn);2、稀有貴金屬元素做到接近100%的再生利用;3、電池有一定回收殘值。

 

　　現(xiàn)在示范應(yīng)用的儲(chǔ)能鋰電池系統(tǒng)基本上沒有考慮到未來電池報(bào)廢后的回收處理環(huán)節(jié)。更為嚴(yán)重的是，目前電池界廣泛存在一種錯(cuò)誤的觀念，認(rèn)為報(bào)廢鋰電池富含各類有價(jià)值的貴金屬，因此根本不用擔(dān)心回收處理的問題。