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碳中和目標下，儲能萬億市場正在大幕拉開，于技術創(chuàng)新上亦在持續(xù)推進。

自有關部門出于安全性能考慮，限制三元電池在儲能領域的應用后，磷酸鐵鋰成為電池儲能的主力軍。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仍未解決。

一方面，大儲項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，據測算風光電儲能電池成本0.75元/Wh以下才能帶來收益。在碳酸鋰55萬/噸條件下，電芯成本為0.918元/Wh，降本需求突出。

因此，儲能領域需要尋找新型電池來滿足未來的大規(guī)模市場應用。

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

會上，通能新能源常務副總經理李康發(fā)表“新型高性能鋰硫電池在儲能領域的應用”主題演講。

李康提到，鋰電池自誕生以來一直往更高能量密度、更長循環(huán)壽命和更安全方向發(fā)展，但現有的材料方案中，三元、鐵鋰、錳酸鋰容量為140-180mAh/g左右，經過全極耳圓柱4680電池、刀片電池、麒麟電池等結構創(chuàng)新后，在能量密度上已接近天花板，進一步提升的空間有限。

在可產業(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)勢被認為是最有可能商業(yè)化應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到1675m Ah/g 和 2600Wh/kg。

成本方面，單質硫是自然界蘊藏最豐富的元素，每噸成本只有600元。電池組在儲能系統(tǒng)中的成本占比近 70%，使用鋰硫電池將為整個儲能系統(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，可以減少電芯數量、以及電芯的串并聯和焊點，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。在穿刺實驗中，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℃。尤其符合大中型儲能電站的安全指標要求。

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)勢與更高的能量密度，代表了新一代儲能電池的升級方向。

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

通能新能源的核心技術團隊經過10年研發(fā)（包括6年中試），終于在2022年實現鋰硫電池量產，極大地推動了鋰硫電池大規(guī)模商業(yè)化應用。

其量產的鋰硫電池在1C電流下循環(huán)次數達到3000次，能量密度接近300Wh/kg，200Ah電池內阻上已經低于0.2mΩ，成本達到0.7元/Wh。李康提到，隨著對鋰硫電池地深入研發(fā)，未來鋰硫電池的能量密度會進一步提高至400-500wh/kg。

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

原標題：新型鋰硫電池儲能應用機會幾何？