摘要：美国为了到2050年实现净零目标将比以往任何时候都更需要可再生能源。电池储能系统对提高电网恢复能力至关重要，因为它可以确保可再生能源在需要的时候和地点提供电力。

   美国为了到2050年实现净零目标将比以往任何时候都更需要可再生能源。电池储能系统对提高电网恢复能力至关重要，因为它可以确保可再生能源在需要的时候和地点提供电力。
　　
　　未来的用户侧电池储能系统将采用节能设计，以最大限度地降低成本和对电网的影响，因为它们能够利用可控负载将电动汽车充电、太阳能发电和建筑需求整合到一起，从而在现场存储和提供能量。
　　
　　作为美国能源部用户侧电池储能系统（BTMS）联盟的一部分，美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员正在致力于储能系统的新型锂离子电池设计的开发。
　　
　　美国国家可再生能源实验室(NREL)研究员兼项目负责人YeyoungHa说，“我们对锂离子电池技术了解很多，但应用在不同场景的电池有不同的要求。我们的研究着眼于如何利用电动汽车电池研究的发展来实现电池储能系统的新应用。”
　　
　　用户侧电池储能系统（BTMS）具有与电动汽车不同的充电和放电模式，并且需要满足这些独特优先级的锂离子电池材料。使用Li4Ti5O12(LTO)阳极和LiMn2O4(LMO)阴极的锂离子电池设计是很有前途的无钴材料候选方案，可以提供用户侧电池储能系统（BTMS）所需的安全性和长寿命。虽然这些采用传统设计的电池具有相对较低的能量密度，但美国国家可再生能源实验室(NREL)发表在《电化学学会杂志》的一项研究报告，进一步深入探讨了将LTO/LMO电池用于电池储能系统的潜在机会和局限性。
　　
　　该项目评估了具有不同电极负载的LTO/LMO电池的温度依赖性性能。研究人员确定，在电池设计中使用更厚的电极可以增加电池容量和能量密度，同时降低整体成本。然而，这些较厚的电极需要锂离子通过更长的路径，从而限制了电极的使用。温度调整可以减轻这些负面影响，但可能会带来额外的并发症。其诀窍是设计一种电池，为储能应用提供最佳平衡。
　　
　　Ha说，“我们这项研究的目标是确定一个‘最佳点’，以利用电极负载和温度升高的优势，最大限度地提高LTO/LMO电池的性能。我们的研究专门为用户侧电池储能系统（BTMS）改进了材料设计，将这种众所周知的动力电池转化为适用于固定储能系统的电池。”
　　
　　美国国家可再生能源实验室(NREL)的开发团队通过应用电化学建模来模拟不同温度和电极厚度下的反应，进一步验证了他们的研究。该模型与实验结果一致，强调了电动汽车限制的影响和提高电池性能的明智策略。通过允许电池在放电过程中间歇性休息，而不是像电动汽车那样完全放电，电极利用率显著提高。研究人员发现，这种类型的脉冲放电非常适合用户侧电池储能系统（BTMS）的应用，其中电池只有在具有间歇性电力需求时使用，然后转换到备用阶段。
　　
　　尽管这些优化的LTO/LMO电池具有许多优势，但研究团队也在探索可能更好地满足用户侧电池储能系统（BTMS）需求的阴极选项。美国国家可再生能源实验室(NREL)在材料开发方面的专业知识将与该项目中使用的尖端电化学建模相结合，以简化对新材料的进一步研究，以及用于电池储能系统及其他领域的实验性电池设计。
　　
　　编辑：Harris