替代锂离子电池的产品必须具有成本竞争力

由于供应链紧张影响锂离子电池的供应，人们越来越关注使用储量丰富的矿物和元素开发的新兴电池技术。而根据学者、政府官员和行业专家的说法，替代锂离子电池的产品必须具有成本竞争力。

行业专家在麻省理工学院于4月1日举办的2022年能源会议上指出，为了帮助实现不断增长的脱碳目标，锂离子电池的首选替代品将是持续时间10小时以上并且毒性更低的电池产品。

而新兴的电网规模电池储能技术包括钠离子电池和铁空气电池、剩余寿命较长的电动汽车二次电池。

麻省理工学院教授Yang Shao-Horn表示，锂离子电池是当今储能系统的主流技术，但自从俄乌冲突开始以来，锂的价格上涨了两倍。现在锂材料成为是锂离子电池中现在最昂贵的关键组件。而其他电池采用的关键金属的价格也大幅上涨。

她说，“锂材料价格的急剧上升可能会推动其他储能技术的发展和应用。”她以钠离子电池化学为例，并指出这项技术发展迅速，几乎与锂离子电池的性能相匹配，预计成本将显著降低。

美国总统拜登在3月31日援引《国防生产法》以减少对电网规模电池储能系统和电动汽车市场中使用的关键元素和金属的进口依赖时，强调了对国内产品和技术的需求。拜登授权美国国防部支持用于大容量电池的矿物和材料的生产和加工，同时确保强有力的环境、劳工、社区和部落协商标准。

储能系统集成商Fluence公司战略技术副总裁Thomas Winter在会上说：“电池不能具有高毒性。随着成本的下降，新技术已经解锁，预计这一趋势将持续下去。”

他强调，电池材料的国内来源和本土电池制造都是关键。Winter补充说，如果电池产品要进入美国市场，需要来自美国本土。

与Shao-Horn一样，Winter也看好钠离子电池的发展前景。他说，“钠离子电池的发展令人兴奋，因为它们的功率密度高，而且比锂离子电池更安全。”

另一项有前途的技术是金属-空气电池技术，其中包括铁空气电池。

劳伦斯伯克利国家实验室的高级科学家兼部门主管Robert Kostecki在会上指出，如果钠离子电池和金属空气电池技术变得具有成本竞争力，它们将优于锂离子电池储能系统，因为它们更稳定，使用寿命是锂离子电池两倍以上，能长达25年，而锂离子电池的使用寿命为8到10年。

Form Energy公司正在开发一种使用铁、空气和水来制造所谓的“可逆生锈”的电池。据该公司称，预计铁空气电池能够放电长达100小时，这种电池从空气中吸入氧气并将铁转化为铁锈。铁空气电池已经获得美国能源部高级研究计划署和加利福尼亚州的拨款。而在2月下旬，Form Energy公司与佐治亚电力公司签署了一项15MW/1,500MWh储能项目供应协议。

Form Energy公司高级经理Scott Burger在此次研讨会上表示，该公司正在寻求部署更多的铁空气电池储能系统。

Burger估计，铁空气电池的安装成本将低于20美元/kWh，这将有助于该技术与锂离子电池以及它们将取代的天然气发电设施进行竞争。

而其他正在开发的储能技术包括带有并网通信软件的电动汽车，电动汽车可以在必要时为电力系统供电。另一个候选方案是动力电池梯次利用，这些电池虽然容量不足无法满足驾驶需求，但足以满足储能需求。