钜大LARGE | 点击量：963次 | 2021年12月21日
固态与锂离子、锂二氧化碳电池、锌锰电池，离网储能三大技术谁更“香”？
在过去的十年中，从电池中获取电力的闭环离网住宅的想法已经从一个不可能实现的愿望变成了许多房主的一个非常现实的选择。推动这种变化的原因可能会让您感到惊讶。在过去几年中，电池技术的惊人进步改变了这些离网电池系统的有效性、效率和商业可用性。
从提高充电和储能效率到更高效的太阳能电池板来更换这些离网电池；今天的家庭充电系统确实优于以前的离网能源时代。反过来，这使得家用电池系统的前景对房主来说更具吸引力，他们不仅希望节省经常性电费，而且还寻找传统电源的弹性替代品。
固态与锂离子
过去几年电池技术中最具影响力的创新之一是固态电池的商业可用性。为了展示固态电池技术相对于传统锂离子电池的巨大潜力，重要的是我们首先讨论锂离子在电池市场中的地位。
锂离子
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
锂离子电池长期以来一直是电池的主食。在非常初级的水平上，锂离子电池采用以下基本电池化学技术。
充放电循环的化学变化。
在传统的锂离子电池中，阳极和阴极由液体电解质溶液隔开。在为锂离子电池充电时，电子通过导线从阴极侧分离到阳极侧。这是通过向电池充电并引发电化学反应来完成的。充电后，电子会以较高势能状态“储存”，因此，当您将电池连接到新电路时，电子可以放电到较低能量状态，同时在此过程中为电路内的电子设备供电。
固体状态
在锂离子电池的基础上，固态电池以相同的方式构建，但是，在这些电池中，液体电解质被固体电解质代替。固态电池中的典型材料是陶瓷、氧化物、硫化物和磷酸盐，以促进这种设计。
固态电池的好处
要了解固态电池的效率，从而了解固态电池相对于锂离子电池的价值，重要的是要解决一些关键问题。在这里，尺寸（或能量密度）、重量和电荷等指标对于理解固态电池比锂离子电池的效率提高至关重要。
尺寸：固态电池能够产生比当今锂离子电池高2.5倍的能量密度。在这里，这意味着在相同尺寸的限制下，固态电池可以存储和传输2.5倍的能量。
重量：由于固态电池提供的能量密度是当今锂离子电池的2.5倍，因此它们可以将有效载荷减轻2.5倍。
充电时间：固态电池不仅能量密度更高，而且充电速度也比当今的锂离子电池快得多。事实上，今天的固态电池的充电速度是当前锂电池的四到六倍。
将所有这些因素结合在一起，能够在更小的空间内存储更多能量，同时充电速度更快。这一切都表明当今市售的离网电池满足了当今现代家庭的能源需求，同时被封装在商业上可行的离网家用电池中。
锂二氧化碳电池
最近，伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现了一项电池技术，该发现将彻底改变离网电池技术。2019年底，一组研究人员展示了他们设计的第一个锂二氧化碳电池。这项由机械和工业工程副教授AminSalehi-Khojin领导的技术证明了许多电池科学家多年来一直追求的理论设计的成功。PerSalehi-Khojin，“我们独特的材料组合有助于制造第一个具有更高效率和更持久循环寿命的碳中性锂二氧化碳电池，这将使其能够用于先进的储能系统。”
这一创新标志着锂二氧化碳电池发展的重大进步，推动了更高效、更有效的离网存储系统的发展，并有望提供高效、环保的电池存储机制。
锌锰电池
来自阿德莱德大学化学工程与先进材料学院的另一组研究人员赵东亮和乔世章教授透露了他们最近关于一种新电池方法的电池创新研究。
基于无毒锌和锰的化学机制，这些电池研究人员能够展示一种新的电池技术，该技术是在更便宜的材料上设计的。事实上，Chao和Qiao的电池技术承诺成本只是开发传统锂离子电池的一小部分。据研究小组称，他们认为这些锌锰电池每千瓦时的成本约为10美元，而传统锂离子电池的成本为每千瓦时300美元。
这说明什么？随着新的创新电池技术，如超和乔的锌锰电池，消费者将开始看到离网电池存储的价格下降。
结论
在固态电池相对于锂离子电池的创新、锂碳电池的进步和锌锰的进步之间，可以合理地假设离网电池存储的商业可行性正在经历一场大规模的技术改革.基于当今的电池技术甚至在过去几年中已经从根本上改变了消费者利用离网电池的方式这一事实，我们几乎肯定会看到离网电池存储在消费者家中的采用率大幅增加。
