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与一些替代品相比,锂离子电池由于成本更低,性能更高,重量更轻,因此主导了电动汽车和家庭储能市场,但主要挑战是安全性和材料采购。锂离子的安全风险是热不稳定,这种情况可能导致热失控。
在过去的几年中,已知锂离子电池会在笔记本电脑,手机中爆炸,并在大型储能设施中引起火灾。电池材料的采购,包括锂,钴,镍和石墨,也是一个挑战,因为这些材料通常来自刚果等容易发生冲突的地区。这些挑战导致一些制造商寻求替代方案。美国光伏杂志采访了锌离子电池制造商Salient Energy的首席执行官兼联合创始人Ryan Brown,他解释说,Salient的使命是开发一种模拟锂离子性能的电池,同时使用来自无冲突地区的丰富材料,并且不会构成安全风险。
布朗承认,锂离子是重量最好的能量,制造商在降低成本方面做得很好,但安全性仍然是一个问题。他说,例如,特斯拉汽车最近的火灾是由锂离子电池的热失控引起的。“当用于家庭能源系统时,安全也是重中之重,”布朗说。
Brown指出,锌离子电池是一种不易燃的选择,因为它们是水基化学性质的。他说,锌离子储能系统具有与锂离子系统相同的功率,性能和占地面积,“因此它们是锂离子的真正替代品。
锌基电池的一个优点是它们可以在与锂离子相同的生产线上制造,从而保持较低的制造成本。就安全而言,“安全是杀手级的优势,”布朗说。“我们所做的是制造了一种锌电池,其工作方式与锂离子的工作方式相同。我们的两面都有锌反应,所以我们不必将反应物储存在电解质中。
目标市场
Salient瞄准的主要应用市场是固定式储能。“住宅是的,但最终我们希望在集装箱里。由于主要优点是安全,Brown认为锌离子电池是需要放置在室内(例如公寓楼)的电池的可行替代品。“城市不是将储能放在户外的地方,加州要求公寓必须有储能,锌离子是一个安全的解决方案。
为了证明锌离子电池作为住宅储能解决方案的安全性,Salient Energy正在与Horton World Solutions(HWS)合作,这是一家可持续的住宅建筑商,正在达拉斯沃斯堡地区以及整个太阳带建造的20万套房屋中安装电池。这些房屋的建设将于2022年第四季度进行。
国内供应链
Salient的电池由锌,pH中性硫酸锌电解质和氧化锰基阴极组成,所有这些都在北美开采和加工,使Salient能够从国内供应链中获取材料。虽然Salient总部位于新斯科舍省,但该公司于2022年初在加利福尼亚州奥克兰开设了办事处。奥克兰的一个由7名工程师组成的团队目前专注于开发和改进Salient的家用电池系统,该系统与HWS演示中使用的系统相同。
目前,Salient正在其新斯科舍省达特茅斯工厂生产电池,规模较小,每月约100个电池,但该公司正在将该工厂的产量提高到试点规模(每月1000个电池),以支持住宅领域的试点项目。
原标题:用于固定储能的水性锌离子电池