碳中和目標(biāo)下，儲(chǔ)能萬(wàn)億市場(chǎng)正在大幕拉開，于技術(shù)創(chuàng)新上亦在持續(xù)推進(jìn)。

自有關(guān)部門出于安全性能考慮，限制三元電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用后，磷酸鐵鋰成為電池儲(chǔ)能的主力軍。然而，磷酸鐵鋰能量密度天花板低、低溫性能差、材料成本較高的痛點(diǎn)仍未解決。

一方面，大儲(chǔ)項(xiàng)目往往布局在極端氣候地區(qū)，要求在高低溫環(huán)境下保障正常的循環(huán)性能；另一方面，據(jù)測(cè)算風(fēng)光電儲(chǔ)能電池成本0.75元/Wh以下才能帶來(lái)收益。在碳酸鋰55萬(wàn)/噸條件下，電芯成本為0.918元/Wh，降本需求突出。

因此，儲(chǔ)能領(lǐng)域需要尋找新型電池來(lái)滿足未來(lái)的大規(guī)模市場(chǎng)應(yīng)用。

12月12-13日，2022高工儲(chǔ)能年會(huì)在深圳舉行，2天6大專場(chǎng)50位演講嘉賓，共襄儲(chǔ)能行業(yè)頂級(jí)思想盛宴。

會(huì)上，通能新能源常務(wù)副總經(jīng)理李康發(fā)表“新型高性能鋰硫電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用”主題演講。

李康提到，鋰電池自誕生以來(lái)一直往更高能量密度、更長(zhǎng)循環(huán)壽命和更安全方向發(fā)展，但現(xiàn)有的材料方案中，三元、鐵鋰、錳酸鋰容量為140-180mAh/g左右，經(jīng)過全極耳圓柱4680電池、刀片電池、麒麟電池等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新后，在能量密度上已接近天花板，進(jìn)一步提升的空間有限。

在可產(chǎn)業(yè)化的高能量密度電池體系選擇中。鋰硫電池由于其高理論能量密度、低成本、高安全等優(yōu)勢(shì)被認(rèn)為是最有可能商業(yè)化應(yīng)用的下一代電池之一。

普通鋰離子電池是單電子脫嵌，鋰硫電池是8電子氧化還原，因而有7-8倍的理論容量和能量密度。鋰硫電池的材料理論比容量和電池理論比能分別達(dá)到1675m Ah/g 和 2600Wh/kg。

成本方面，單質(zhì)硫是自然界蘊(yùn)藏最豐富的元素，每噸成本只有600元。電池組在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的成本占比近 70%，使用鋰硫電池將為整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)降低約20%的成本。

安全性方面，鋰硫電池由于單體電池容量更大，可以減少電芯數(shù)量、以及電芯的串并聯(lián)和焊點(diǎn)，降低了單體電池一致均衡的難度，疊加工作電壓低，使熱失控可能性大大降低。在穿刺實(shí)驗(yàn)中，三元電池針刺后電池表面溫度升至82℃，而鋰硫電池溫升僅42℃。尤其符合大中型儲(chǔ)能電站的安全指標(biāo)要求。

概括而言，鋰硫電池用低于磷酸鐵鋰電池的成本獲得了同等安全優(yōu)勢(shì)與更高的能量密度，代表了新一代儲(chǔ)能電池的升級(jí)方向。

然而，鋰硫電池也面臨著諸多挑戰(zhàn)。其中，硫正極的穿梭效應(yīng)和體積效應(yīng)（S元素在放電時(shí)伴隨約70%的體積膨脹）影響了循環(huán)性能，曾嚴(yán)重阻礙鋰硫電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

通能新能源的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過10年研發(fā)（包括6年中試），終于在2022年實(shí)現(xiàn)鋰硫電池量產(chǎn)，極大地推動(dòng)了鋰硫電池大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。

其量產(chǎn)的鋰硫電池在1C電流下循環(huán)次數(shù)達(dá)到3000次，能量密度接近300Wh/kg，200Ah電池內(nèi)阻上已經(jīng)低于0.2mΩ，成本達(dá)到0.7元/Wh。李康提到，隨著對(duì)鋰硫電池地深入研發(fā)，未來(lái)鋰硫電池的能量密度會(huì)進(jìn)一步提高至400-500wh/kg。

目前，通能新能源已建成0.5GWh鋰硫電池生產(chǎn)線，在安徽與南京的工廠可穩(wěn)定規(guī)模生產(chǎn)硫陰極材料、鋰硫電池專用電解液、復(fù)合鋰陽(yáng)極材料與全尺寸的鋰硫電池。

（來(lái)源：微信公眾號(hào)“高工儲(chǔ)能”ID:weixin-gg-ess）