为了实现2050年净零碳排放的目标，人们比以往任何时候都更加依赖电网。当电网出现波动时，固定储能系统可以随时随地从可再生能源中提供电力，意义重大。
(来源:NREL)
为了充分降低成本和对电网的依赖，未来的节能建筑将逐渐转向表后储能系统的设计。这种系统可以整合电动汽车充电、光伏发电和建筑需求，利用可控负载就地发电和储能。
据国外媒体报道，作为美国能源部BTMS财团的一部分，来自美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员正在领导开发新的锂离子电池设计，以满足固定储能的具体要求。项目负责人Yeyoung Ha表示:“每个人都熟悉锂离子电池，但不同的应用对电池的要求也不同。这项研究的重点是如何利用电动汽车电池的研究进展来开发固定储能的新应用。”
与典型的电动汽车相比，BTMS系统具有不同的充放电模式。为了满足这些独特的要求，需要各种锂离子电池材料。在锂离子电池的设计中，Li4Ti5O12(LTO)负极和LiMn2O4 (LMO)正极的设计是一种很有前途的无关键材料候选电池，可以提供BTMS系统所要求的安全性和长寿命。传统设计的电池能量密度相对较低。在这项新的研究中，NREL深入探讨了在固定储能应用中使用LTO/LMO电池的前景和局限性。
该项目评估了不同电极负载下LTO/LMO电池的温度依赖性。研究人员发现，在电池设计中使用更厚的电极可以提高电池性能和能量密度，同时从整体上降低电池成本。然而，使用更厚的电极需要更长的离子路径，这限制了电极的使用。调节温度可以减轻负面影响，但也可能出现其他问题。诀窍是设计一种电池，可以为固定应用提供最佳平衡。研究人员表示:“这项研究旨在找到一个‘最佳点’，通过利用电极负载和温度上升来充分提高LTO/LMO电池单元的性能。研究人员改进了BTMS的材料设计，并将这种众所周知的动力化学转化为能量电池。”
该团队通过电化学建模模拟不同温度和电极厚度下的反应，进一步验证了其研究结果。该模型与实验结果一致，强调了运输限制的影响，旨在寻找提高电池性能的策略。让电池在放电过程中间歇休息，而不是像电动车那样完全放电，可以明显提高电极利用率。研究人员发现，这种脉冲放电方法非常适合BTMS的固定应用。此类应用仅在有间歇性需求时使用电池，然后过渡到休息阶段。
这些优化的LTO/LMO电池有许多优点。然而，该团队仍在探索能够更好地满足BTMS系统需求的正极选项。NREL将材料开发方面的专业知识与该项目中使用的先进电化学建模相结合，以简化研究过程，并更深入地了解新材料和固定储能领域的实验电池设计。
1为了实现2050年净零碳排放的目标，人们比以往任何时候都更加依赖电网。当电网出现波动时，固定储能系统可以随时随地从可再生能源中提供电力，意义重大。
(来源:NREL)
为了充分降低成本和对电网的依赖，未来的节能建筑将逐渐转向表后储能系统的设计。这种系统可以整合电动汽车充电、光伏发电和建筑需求，并利用控制……能够在现场发电和储存能量的负载。
据国外媒体报道，作为美国能源部BTMS财团的一部分，来自美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员正在领导开发新的锂离子电池设计，以满足固定储能的具体要求。项目负责人Yeyoung Ha表示:“每个人都熟悉锂离子电池，但不同的应用对电池的要求也不同。这项研究的重点是如何利用电动汽车电池的研究进展来开发固定储能的新应用。”
与典型的电动汽车相比，BTMS系统具有不同的充放电模式。为了满足这些独特的要求，需要各种锂离子电池材料。在锂离子电池的设计中，Li4Ti5O12(LTO)负极和LiMn2O4 (LMO)正极的设计是一种很有前途的无关键材料候选电池，可以提供BTMS系统所要求的安全性和长寿命。传统设计的电池能量密度相对较低。在这项新的研究中，NREL深入探讨了在固定储能应用中使用LTO/LMO电池的前景和局限性。
该项目评估了不同电极负载下LTO/LMO电池的温度依赖性。研究人员发现，在电池设计中使用更厚的电极可以提高电池性能和能量密度，同时从整体上降低电池成本。然而，使用更厚的电极需要更长的离子路径，这限制了电极的使用。调节温度可以减轻负面影响，但也可能出现其他问题。诀窍是设计一种电池，可以为固定应用提供最佳平衡。研究人员表示:“这项研究旨在找到一个‘最佳点’，通过利用电极负载和温度上升来充分提高LTO/LMO电池单元的性能。研究人员改进了BTMS的材料设计，并将这种众所周知的动力化学转化为能量电池。”
该团队通过电化学建模模拟不同温度和电极厚度下的反应，进一步验证了其研究结果。该模型与实验结果一致，强调了运输限制的影响，旨在寻找提高电池性能的策略。让电池在放电过程中间歇休息，而不是像电动车那样完全放电，可以明显提高电极利用率。研究人员发现，这种脉冲放电方法非常适合BTMS的固定应用。此类应用仅在有间歇性需求时使用电池，然后过渡到休息阶段。
这些优化的LTO/LMO电池有许多优点。然而，该团队仍在探索能够更好地满足BTMS系统需求的正极选项。NREL将材料开发方面的专业知识与该项目中使用的先进电化学建模相结合，以简化研究过程，并更深入地了解新材料和固定储能领域的实验电池设计。
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