近日，天津大學的研究人員根據電網儲能要的參數，對一些最常用的電池化學物質進行了排名。

（來源：微信公眾號“微鋰電” ID：V-lidian作者：蔡雅倩）

電池中，不同的化學成分具有不同的優勢和劣勢，這使它們或多或少適合某種應用，這就是為何某些行業更喜歡某種電池類型而非另一種。比如，燃油汽車的啟動電池通常是鉛酸電池，而筆記本電腦、手機等電子產品的電池一般都是鋰離子電池。

天津大學的研究小組評估電池性能的標準化方法是 “粗糙集理論”的數學方法，對從現有文獻中提取的不同電池化學成分的難以比較的數據進行評分。

研究小組通過檢查鉛酸電池、鋰離子電池、鋅空氣電池、鎳/金屬氫電池和鈉硫電池，評估出它們在往返效率、比能量和容量、工作電壓、循環壽命、自放電性能、成本、環境影響和安全性方面的性能。

根據研究結果，鋅空氣電池在電網儲能中處于領先地位。鋅空氣電池具有相對較高的比能量和容量，這種電池的化學成分以鋅電極和空氣中的游離氧燃料為基礎，所以在成本、安全性和生態友好性方面也獲得了很高的評分。

盡管存在這些優勢，鋅空氣電池至今仍無法得到廣泛的商業推廣，因為與電極和電解質有關的問題尚未解決。例如，空氣陰極由于四電子氧還原反應。反應動力學緩慢，導致了放電電壓低、充電電壓高、能量效率低。研究小組還發現，在鋅空氣裝置中使用堿性電解質會導致鈍化和樹突生長，明顯縮短電池壽命，而充放電循環過程中的碳化和水分損失則是鋅空氣電池的又一大問題。

鋰離子電池在電網儲能容量中排名第二。這類電池已經廣泛應用于工業中，因其工作電壓高、效率高、周期壽命長而備受青睞。然而，對原材料的來源、成本和安全的擔憂，是鋰離子電池目前的不利影響因素。研究小組指出，鋰離子電池要大規模應用于固定儲能，就要對電池進行優化管理，并制定復雜的回收路線。

排名第三的是Ni-MHs(鎳/金屬氫裝置)。研究小組稱，Ni-MHs(鎳/金屬氫裝置)因其相對較高的能量密度、較高的比容量、較長的循環壽命和對環境的友好性，在電網應用中顯示出了強大的潛力。然而，高成本和低能源效率影響了這項技術的擴大，并且這種設備可能會出現問題，尤其是在較低的溫度下。

與此同時，傳統的鉛酸電池在循環耐用性和能源效率方面展現出一系列的優勢。不利的方面是，鉛本身對人類健康以及環境都有害，而且鉛酸裝置在特定的能量、容量和工作電壓指標方面表現不佳。

鈉-硫電池在大規模儲能上也具有可取性。研究人員表示，這種設備已經應用在小型儲能方面，在高效率、工作電壓和循環壽命方面表現出良好的性能，缺點是在大規模儲能中要較高的操作溫度，因此在安全方面有一定隱患，要加以管理。

盡管如今已經有大量的電池技術問世，但要制造出低成本、高性能、高能量密度、運行安全和循環穩定性的電池仍然是很大的難關，對高性能和新型電池系統的持續且深入的研究很有必要。目前，能量密度相對較高但成本較低的高性能鉀離子電池也在研究之中。

原標題:針對電網儲能 研究人員評估了幾種儲能電池的化學成分