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隨著電動(dòng)汽車和電網(wǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用的需求激增，電網(wǎng)儲(chǔ)能行業(yè)正在迅速發(fā)展。然而，鋰離子電池供應(yīng)鏈的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)促使我們重新評(píng)估替代技術(shù)。在《電池新聞》的一次獨(dú)家采訪中，行業(yè)專家強(qiáng)調(diào)了對(duì)流動(dòng)電池（尤其是以水為基礎(chǔ)的系統(tǒng)）的日益關(guān)注，認(rèn)為它們是一種更安全、可持續(xù)的解決方案。這些電池不僅可以降低鋰離子技術(shù)固有的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，還提供了更穩(wěn)定、道德的供應(yīng)鏈，使其成為未來(lái)電能儲(chǔ)存的有力選擇。

當(dāng)前電網(wǎng)儲(chǔ)能行業(yè)的現(xiàn)狀

電能儲(chǔ)存行業(yè)目前正處于蓬勃發(fā)展的時(shí)期。價(jià)格不斷下降，市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)相當(dāng)可觀，電池產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)前所未有的機(jī)遇。

鋰離子電池的生產(chǎn)正在因電動(dòng)汽車和電網(wǎng)儲(chǔ)能的需求而經(jīng)歷繁榮。那么，為什么我們需要倡導(dǎo)使用流動(dòng)電池呢？

雖然鋰離子電池的生產(chǎn)正在繁榮，但其供應(yīng)鏈卻充滿了復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)。鋰離子電池使用的關(guān)鍵材料包括鋰、石墨、鎳、錳等，這些礦物資源在全球的分布并不均勻，且其集中地可能涉及地緣政治、環(huán)境和人權(quán)等方面的問(wèn)題。

以鋰為例，當(dāng)前最大供應(yīng)國(guó)有智利、玻利維亞、澳大利亞和中國(guó)。在前面三國(guó)，當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)鋰礦開(kāi)采的環(huán)境影響表現(xiàn)出強(qiáng)烈反對(duì)。而在中國(guó)，地緣政治緊張使得像美國(guó)這樣的國(guó)家對(duì)這樣的潛在不穩(wěn)定供應(yīng)國(guó)產(chǎn)生顧慮。即使是石墨，在美中之間的貿(mào)易戰(zhàn)中也變得復(fù)雜。

此外，電池制造也進(jìn)一步復(fù)雜化了供應(yīng)鏈。目前，中國(guó)制造商與美國(guó)制造商的比例超過(guò)10:1，這不僅給鋰離子電池的供應(yīng)鏈帶來(lái)了挑戰(zhàn)，也讓其制造過(guò)程成為能源安全的一個(gè)隱患。

美國(guó)政府如何促進(jìn)國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)？

到目前為止，美國(guó)通過(guò)“軟措施”和“硬措施”來(lái)鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)。

“通貨膨脹削減法案”是拜登2022年氣候立法的關(guān)鍵內(nèi)容，其中包括針對(duì)國(guó)內(nèi)電池生產(chǎn)的大量支持（主要是稅收優(yōu)惠）。同時(shí)，政府在關(guān)鍵礦物供應(yīng)鏈問(wèn)題上也積極推進(jìn)“礦產(chǎn)安全伙伴關(guān)系”。

與此同時(shí)，關(guān)稅成為主要的“硬措施”。拜登政府最近提高了對(duì)中國(guó)制造的電動(dòng)車和電池的關(guān)稅，旨在反制外界認(rèn)為的中國(guó)政府對(duì)那些行業(yè)的極其慷慨的支持導(dǎo)致的“人為低價(jià)”。

采用軟硬結(jié)合的策略是因?yàn)檎Ｍ_保供應(yīng)鏈的安全和促進(jìn)國(guó)內(nèi)就業(yè)增長(zhǎng)。他們不想在能源轉(zhuǎn)型計(jì)劃中依賴中國(guó)，而且希望任何因美國(guó)電池需求增加而產(chǎn)生的就業(yè)機(jī)會(huì)能在美國(guó)而不是中國(guó)實(shí)現(xiàn)。

為什么我們需要一種無(wú)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的電池選項(xiàng)？

隨著電池安裝數(shù)量和規(guī)模的增加，能源儲(chǔ)存行業(yè)急需一種無(wú)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的電池選項(xiàng)。盡管磷酸鋰電池的可燃性較低，但其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)依然顯著，且對(duì)消防員來(lái)說(shuō)處理起來(lái)特別困難?？紤]到鋰離子電池火災(zāi)的持續(xù)時(shí)間和危險(xiǎn)性，行業(yè)需要一種零火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的解決方案，以便在不妥協(xié)安全性的情況下擴(kuò)大規(guī)模。

究其原因，鋰離子電池的設(shè)計(jì)在能量密度和安全性之間做出了妥協(xié)。僅僅一個(gè)電池單元的制造缺陷就可能引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi)。對(duì)于電動(dòng)自行車和滑板車等高能量密度的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這種風(fēng)險(xiǎn)可能是值得的，但對(duì)于站立儲(chǔ)能設(shè)施而言，能量密度的高低并不足以彌補(bǔ)安全性的問(wèn)題。越來(lái)越多的大型項(xiàng)目也在推動(dòng)對(duì)新型無(wú)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)電池的需求，這不僅涉及商業(yè)使用，還包括住宅和公用事業(yè)層面的能源儲(chǔ)存。

無(wú)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)電池的潛在解決方案

固態(tài)電池：固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì)，從而大幅降低了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。這種設(shè)計(jì)使得電池不易短路，并能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定性。同時(shí)，固態(tài)電池潛在的能量密度更高，有望在電動(dòng)車和其他高需求應(yīng)用中取代傳統(tǒng)鋰離子電池。

鈉離子電池：鈉離子電池采用鈉作為電解質(zhì)，相比鋰資源更為豐富且價(jià)格更低。鈉離子電池的熱穩(wěn)定性較好，有助于降低火災(zāi)的發(fā)生概率，雖然其能量密度通常低于鋰離子電池，但在某些應(yīng)用場(chǎng)景中，如固定式儲(chǔ)能，仍然是一個(gè)具有吸引力的選擇。

鋁空氣電池：鋁空氣電池以鋁和空氣中的氧氣為反應(yīng)物，具有非常高的能量密度。不僅成本低廉，而且在材料的可獲取性方面具備優(yōu)勢(shì)。這些電池在放電時(shí)產(chǎn)生的氧氣來(lái)自于空氣，減少了對(duì)傳統(tǒng)液體電解質(zhì)的需求，從而降低了火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

有機(jī)電池：有機(jī)電池使用有機(jī)材料作為電極，具有良好的安全性和環(huán)境友好性。研究者們正在探索利用有機(jī)化合物來(lái)替代傳統(tǒng)的鋰和其他金屬，以減少資源的依賴，并提高電池的安全性。

政策與市場(chǎng)的推動(dòng)

為了推動(dòng)上述技術(shù)的研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用，美國(guó)政府及私營(yíng)部門都在加大投資。政府通過(guò)資金、補(bǔ)貼和稅務(wù)減免來(lái)鼓勵(lì)創(chuàng)新，以確保在面臨日益增加的電動(dòng)車和可再生能源需求時(shí)，能夠安全地使用電池存儲(chǔ)技術(shù)。

此外，市場(chǎng)對(duì)于可持續(xù)性和安全性的高度需求也促使企業(yè)不斷研發(fā)新技術(shù)，以確保產(chǎn)品的安全性。例如，領(lǐng)先的電池制造商正在與研究機(jī)構(gòu)與大學(xué)合作，開(kāi)發(fā)新材料和新技術(shù)，力爭(zhēng)在確保安全的前提下提升電池的性能。

結(jié)論

隨著對(duì)可再生能源和電動(dòng)交通工具的需求迅速增長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)一種無(wú)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的電池解決方案顯得尤為重要。雖然當(dāng)前的鋰離子電池技術(shù)存在一定的安全隱患，但多種新興電池技術(shù)提供了潛在的替代方案，這不僅能滿足日益增加的能源需求，還能夠在應(yīng)對(duì)安全性和可持續(xù)性方面的挑戰(zhàn)。因此，各國(guó)政策、市場(chǎng)需求以及技術(shù)創(chuàng)新的共同推動(dòng)，將在實(shí)現(xiàn)安全、高效電池存儲(chǔ)系統(tǒng)的未來(lái)中發(fā)揮重要作用。 

原標(biāo)題：電池儲(chǔ)能的未來(lái)：流動(dòng)電池為何逐漸超越鋰離子電池