近日，美國電池創(chuàng)新協(xié)會（CBI）首次面向研究院校機構(gòu)、公司等公布鉛電池研究招標，希望通過提高鉛電池性能，使其成為更經(jīng)濟的儲能技術(shù)，促進鉛電池在電網(wǎng)、以及工商業(yè)、可再生能源并網(wǎng)、需求響應(yīng)等領(lǐng)域的儲能應(yīng)用。

隨著電池儲能需求持續(xù)上升，以及電網(wǎng)對清潔能源穩(wěn)定性等要求不斷提高，電池技術(shù)已被視為實現(xiàn)可持續(xù)脫碳和電氣化目標的根本。根據(jù)國際可再生能源機構(gòu)（IRENA）的預(yù)測，2030年可再生能源領(lǐng)域?qū)﹄姵貎δ艿男枨罅繉⑦_150GW。

而有些科學家和鉛電池開發(fā)人員認為，深入研究了解鉛電池、延長其使用壽命和性能對其在儲能應(yīng)用至關(guān)重要。

循環(huán)壽命提至5000次

根據(jù)此前CBI公布的電池技術(shù)創(chuàng)新路線圖，到2022年用于儲能應(yīng)用的蓄電池的循環(huán)壽命將從1000次提高五倍至5000次（鋰離子電池循環(huán)壽命約為2500-4000次），據(jù)稱這是實現(xiàn)可再生能源和公用事業(yè)能源儲能應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。而此次招標就著重要求確定新的繼續(xù)改善儲能系統(tǒng)鉛電池性能的途徑，并通過提高其循環(huán)壽命來降低成本。

儲能成本降至每循環(huán)度電3美分

目前在全球電網(wǎng)儲能市場中，鋰離子電池的份額占到90%以上，鉛電池只占到很小的比例。美國能源部2019年一份儲能技術(shù)報告顯示鋰離子電池儲能成本估計為469美元/千瓦時，而鉛酸電池的儲能成本為549美元/千瓦時。但鉛電池本身的成本為260美元/千瓦時，低于鋰離子電池的271美元/千瓦時。有業(yè)內(nèi)人士認為假如能夠使鉛電池在2022年之前達到平均5000的循環(huán)壽命目標，那么鉛電池項目將可實現(xiàn)每循環(huán)度電3美分（約人民幣0.21元/kWh）的運營成本目標。

擺脫鋰的控制

此次美國之所以推動鉛電池在儲能應(yīng)用研究，其實還有一項重要原因，就是考慮到鋰離子電池原材料的掣肘。鉛電池具有很高的安全性且易于回收，原材料也非常容易獲得，而在鋰離子電池方面，我國是最大的生產(chǎn)國，且原材料鋰資源也要從我國或其他地區(qū)獲取，這成為美國發(fā)展鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的一大難題。

根據(jù)招標文件，研究主題包括：在儲能系統(tǒng)中或在標準測試環(huán)境下觀察和研究鉛電池中的電化學和結(jié)構(gòu)變化，以及通過需求響應(yīng)，工商業(yè)套利以及風電光伏等可再生能源（并網(wǎng)/離網(wǎng)微電網(wǎng)）的儲能系統(tǒng)中對鉛電池的故障模式進行分析和研究。