为什么需要新型储能技术？

要实现完全净零排放、气候友好型发电，就必须在储能技术方面进行大规模创新。现有电网的目的是将电力从发电机立即传输到终端用户。由于风能或太阳能等可再生能源的供应不稳定，这一点变得更加复杂。这就需要使用电动汽车电池和电网规模的可再生能源存储，这就带来了一系列挑战。

这些电池需要管理不同的需求，与现有的配电系统集成，保持储备以减少停电，并具有经济的预期寿命。它们必须能在低温环境下充分运行，而这正是充电电池难以胜任的。如此大规模的能源存储也意味着对电池存储的巨大需求--拥有长排电池的设施，并配备热量和安全管理系统。

最后，能源储存需要大量的电池矿物供应。不过，新的电池技术已经开始应对这些挑战。

随着消费者选择更环保的产品，以及企业在这一不断增长的行业中通过竞争进行创新，新的电池技术每天都在涌现。电动汽车 (EV) 电池和电网储能电池是两大主要应用领域。

电动汽车 (EV) 的价格越来越便宜，国家的充电基础设施系统也在不断完善。要使电动汽车比传统内燃机汽车更受欢迎，提高电动汽车的续航里程和缩短充电时间是需要应对的主要技术挑战。

电动汽车电池技术的最新发展包括：

• 减少钴在阴极中的使用：钴作为锂离子电池阴极的原料矿物非常普遍，但其开采过程中存在破坏环境和侵犯人权的历史。其他更具社会意识的电池材料包括磷酸铁锂阴极和有机材料。这些材料面临着能量密度等挑战，而能量密度决定了它们的性能，因此需要进一步开发，才能成为可行的经济型储能技术。

• 电池作为结构：电动汽车往往比传统汽车更重，这主要是由于电池的重量。鉴于汽车的结构框架也占汽车重量的一大部分，因此，电池如果能兼作结构部件，就能减轻重量、提高电池续航能力、减少路面退化并提高安全性。结构电池不使用电池存储外壳，而是通过粘合力将电池与金属板粘合在一起，形成一个实用的结构梁。

• 碳纳米管：用数十亿根垂直碳管形成电极，可显著提高电池的能量密度和充电时间。这是因为电解液反应的表面积增加了。这是一项发展中的技术，但在改进储能技术方面具有巨大潜力

电网储能电池的发展不如电动汽车电池，但可再生能源储能在实用性方面正在取得进展，包括为满足供热需求而存储可再生能源方面的创新。

• 替代材料：锂离子电池（易过热和降解）的实用替代品是可再生能源存储的最终目标。正在开发中的样式选择包括硅阳极、镍氢和锌离子，尽管它们还没有全部用于电网储能电池的规模或经济性。

• 液流电池： 这种电池在固体多孔电极上来回泵送两种独立的、带相反电荷的电解质液体，同时使用薄膜材料防止电解质混合。转换流动方向可逆转充电和放电之间的化学反应。多孔电极最大限度地扩大了表面积，提高了电池性能。这种电池可以很好地扩展尺寸，并能以最小的热量积聚实现紧凑存储，同时电解液槽和电极的分离还允许定制。电极通常使用稀有且昂贵的钒。目前正在研究和开发使用更容易获得的材料，如铁。

• 沙子：芬兰已经开发出一种将热量储存在沙子中的电池。它将供电转换成热量，将热量储存在沙子中，并在需要时将热量释放到家庭供暖网络中。这项技术将在能源储存转型中发挥重要作用。

随着最新电池技术使可再生能源存储变得更加实用，其好处将会不断增加：

• 更经济的电池

• 更多消费者采用可再生能源技术，例如使用风力涡轮机、太阳能电池板、水力发电等。

• 更多国家可获得可再生能源

• 减少排放，建设更加可持续的社会