將來鋰電池在儲能范疇的使用前景有哪些

2019年，諾貝爾化學獎的頒發引起了在儲能范疇的科學家的極大的興致。該獎項由JohnB.Goodenough，M.StanleyWhittingham和AkiraYoshino共同獲得，以表彰他們在開發對鋰電池加工必不可少的嵌入材料方面的開拓性工作。

2019年度諾貝爾化學獎

近年來，科學家們一直在開發新的鋰離子電池電極材料，穩定的電解質和隔板，以提高電池的壽命和蓄電量，以及開發固態蓄電池的動力，以進一步提高電池能量密度的上限并減少有毒成分材料的使用。早期鋰電池價格十分昂貴，基本上惟有在高價值的通訊類電子產品中有所使用(大哥大手提電話和傳呼機)，時至今日鋰電池早已作為一種大眾消費產品進入千家萬戶。依據澎博財經社報道，2010年鋰離子電池組的價格為8145元/kWh，在隨后近10年間，鋰離子動力電池的成本以均勻18%幅度逐年下降。到2019年12月，最新統計價格已經下降到了1106元/kWh，降幅高達86%，而價格大幅下降也從另外一個方面反映出鋰離子電池技術所取得的巨大進步。

鋰電池價格歷史趨勢變化

在3C電子產品范疇鋰電池幾乎占據了全面市場，而在電動車交通工具方面，鋰電池主導的動力電池市場不斷張大，將來隨著鋰電池成本繼續下降和性能的不斷提高，電動車的性價比有望在2024年超越燃油汽車，從而實現汽車的全面電動化。

近些年開始有了在電動飛機方面的初步嘗試，但是由于飛機這種航空交通工具對自緊要求極高，因此目前的鋰離子電池能量密度還遠遠無法滿足商用客機的要求，初步估算，動力電池重量能量密度需要至少在現有的基礎上再提高一倍(>600Wh/kg)。因此交通工具的全面電動化無疑在將來將是鋰電池的巨大機遇，與此同時也是鋰電池的巨大挑戰，要怎么樣在現有基礎上保持其他性能不降低的同時實現能量密度的大幅提高將是將來決定鋰電池在動力電池范疇發展的決定性關鍵因素。

全球首架全電動飛機首飛成功

鋰電池除了在電動交通工具方面具有廣闊的前景外，其將來大規模儲能方面也存在巨大的使用潛力。可再生能源中主要依托的風能和太陽能屬于間歇式能源，需要高比例的儲能裝置與之搭配使用。從目前看將來，鋰電池在調節電網頻率和調峰方面也將起到緊要作用，逐步降低我國對火力發電的依靠；此外，鋰電池儲能技術在用戶側儲能可以實現更好的供需平衡調節。預計將來15年將會在規模儲能范疇孕育出一個100GWh級的鋰電池市場。屆時借助先進的5G技術、人工智能和大數據以及區塊鏈技術在能源方面的促使作用，我國將初步形成先進的智能電網，電動車將逐步從現有的無序充電到有序充電再到智能充電V2G，從而實現電動車與規模儲能高效互動互補的新型能源供給模式。要怎么樣開發出下一代安全、高能量密度和長壽命的低成本大規模儲能電池將是決定鋰電池在相關動力電池和儲能市場成功與否的關鍵。

目前商用化的鋰電池由于采用了可燃的有機物作為液體電解質，其在電池濫用及發生事故導致熱失控的情況下存在重大安全隱患。采用固態電解質替代有機可燃液體電解質是將來鋰電池發展的一個主流趨勢，但要怎么樣處理固態替換液態電解質所帶來的一系列科學和技術問題，仍是一個巨大挑戰。

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