家庭能源存儲(chǔ)進(jìn)入新時(shí)代 鋰錳鈷電池得到應(yīng)用

時(shí)間:2015-10-26 08:39來源:麻省理工科技評論 作者:西顧
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 磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)是，它的容量遠(yuǎn)低于其他類型的鋰離子化學(xué)材料電池。

在住宅用太陽能發(fā)電裝置爆炸式增長的推動(dòng)下，家庭能源存儲(chǔ)市場突然變得火熱起來，而在今年年初特斯拉（Tesla）宣布推出能源墻（Powerwall）電池之前，這幾乎還是一個(gè)不受關(guān)注的市場。
 
希姆普利菲電力公司（SimpliPhi Power）推出的裝置有助于降低電網(wǎng)負(fù)荷，且可接入更多可再生能源電力。圖為該公司為洛杉磯水電局（Los Angeles Department ofWater and Power）提供的裝置在住宅用太陽能發(fā)電裝置爆炸式增長的推動(dòng)下，家庭能源存儲(chǔ)市場突然變得火熱起來，而在今年年初特斯拉（Tesla）宣布推出能源墻（Powerwall）電池之前，這幾乎還是一個(gè)不受關(guān)注的市場。
 
 上月中旬，在美國阿納海姆舉行的太陽能國際展（SolarPower International Show）上，一家名為希姆普利菲電力（SimpliPhiPower）的公司推出了針對家庭和小企業(yè)用戶的輕量化電池系統(tǒng)。相比于其他鋰離子電池，該系統(tǒng)的生命周期更長，且不需要昂貴的冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)。
 
在希姆普利菲電力推出該系統(tǒng)幾周前，另一家名為奧里森（Orison）的能源存儲(chǔ)提供商發(fā)布了其設(shè)計(jì)的小型即插即用電池系統(tǒng)。不同于希姆普利菲電力的電池系統(tǒng)和特斯拉的能源墻系統(tǒng)，奧里森的這款產(chǎn)品并不需要復(fù)雜的安裝過程，家庭或小企業(yè)安裝亦不需要相關(guān)許可。
 
實(shí)際上，奧里森還沒有開始銷售它的產(chǎn)品；該公司計(jì)劃在眾籌平臺(tái)Kickstarter發(fā)起融資活動(dòng)，接受預(yù)售訂單，并準(zhǔn)備在2016年年初開始發(fā)售產(chǎn)品。它的創(chuàng)新主要集中在電池的控制和傳輸系統(tǒng)上：只需插到墻壁插口上，該電池即可實(shí)現(xiàn)雙向的電流流動(dòng)；在電流流動(dòng)時(shí)，它會(huì)自行充電，而在電力中斷時(shí)，它會(huì)向家庭電路輸送電力。
 
隨著住宅用太陽能電池板的日益普及，可從這些裝置獲取并存儲(chǔ)電力的電池越來越受關(guān)注。未來，這樣的存儲(chǔ)系統(tǒng)不僅有益于房主，因?yàn)樵讷@取所需電力的方式和時(shí)間上，他們有了更大的自主權(quán)，而且也有益于電力部門，因?yàn)槿藗儠?huì)把電力需求轉(zhuǎn)向非高峰時(shí)段，從而降低系統(tǒng)的負(fù)荷。
 
目前，盡管特斯拉高調(diào)進(jìn)入家庭能源存儲(chǔ)市場，但對大多數(shù)消費(fèi)者來說，這樣的電池仍過于高昂和笨重。美國最大的太陽能供應(yīng)商——太陽城公司（SolarCity）已于今年夏天開始提供使用能源墻的混合太陽能存儲(chǔ)系統(tǒng)，但目前僅可用于新建住宅。而在今年早些時(shí)候，競爭對手愛迪生太陽能公司（SunEdison）并購太陽能電池陣和能源存儲(chǔ)集成商——太陽能電網(wǎng)存儲(chǔ)公司（Solar Grid Storage），但對家庭能源存儲(chǔ)市場來說，這到底意味著什么尚不清楚。
 
對部分用戶來說，終極目標(biāo)是徹底擺脫電網(wǎng)束縛：安裝足夠多的太陽能裝置和足夠多的存儲(chǔ)裝置，與電網(wǎng)脫離關(guān)系。但對大多數(shù)人來說，這都不是近期目標(biāo)。“在這個(gè)市場中，我們認(rèn)為人們?nèi)詫⒁蕾囉陔娋W(wǎng)，但基于分布式發(fā)電和存儲(chǔ)，電網(wǎng)會(huì)成為后備系統(tǒng)。”希姆普利菲電力首席執(zhí)行官凱瑟琳·馮·伯格（Catherine Von Burg）說。
 
奧里森的產(chǎn)品將會(huì)使用鋰錳鈷電池，但公司首席執(zhí)行官埃里克·克利夫頓（Eric Clifton）拒絕透露供應(yīng)商的名稱。而希姆普利菲電力利用的則是一種相對較新的電池材料——磷酸鐵鋰。由于該電池負(fù)極中并不含鈷，因而也就更少受制于材料匱乏（鈷是一種稀缺資源，且價(jià)格昂貴）；更重要的是，它不易發(fā)熱——鋰離子電池容易發(fā)熱，而且極易引發(fā)熱失控（這種失去控制的制熱會(huì)毀壞電池），甚至?xí)䦟?dǎo)致起火。
 
磷酸鐵鋰電池雖然已被大量使用，比如BAE系統(tǒng)公司（BAE Systems）制造的混合動(dòng)力客車就采用了該技術(shù)，但到目前為止，它還沒有被廣泛應(yīng)用于分布式、固定型能源存儲(chǔ)系統(tǒng)中。希姆普利菲電力公司的技術(shù)基于的是電池先驅(qū)者約翰·古迪納夫（John Goodenough）最先開發(fā)的化學(xué)材料。
 
磷酸鐵鋰電池的缺點(diǎn)是，它的容量遠(yuǎn)低于其他類型的鋰離子化學(xué)材料電池。美國賓漢頓大學(xué)（Binghamton University）材料研究所主任、能源存儲(chǔ)科學(xué)家斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham）舉例說，與鋰鈷氧化物電池相比，它的容量要低50%左右。“如果你有存放車庫，那沒問題。”惠廷厄姆說，“在不考慮體積的情況下，它是最佳選擇。”
 
奧里森所提供系統(tǒng)的起步售價(jià)約為1600美元，可提供2千瓦時(shí)的電力（美國家庭每天平均用電約為30千瓦時(shí)）。能源墻起步售價(jià)為3000美元，可提供7千瓦時(shí)的電力。這雖足以維持幾個(gè)小時(shí)的照明，但無法滿足一個(gè)家庭的全天用電需求。希姆普利菲電力尚未公布其家用系統(tǒng)的價(jià)格。目前，房主和小型企業(yè)主是否會(huì)為數(shù)千美元的能源存儲(chǔ)埋單仍不得而知。
 
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