文丨锂电池资讯网
作者丨方秦 清稚
2月13日，“打一针”就能让锂电池“起死回生”、寿命大增的消息不断刷屏。储能业内也在讨论，这一技术突破，是否将打败抽水蓄能、全钒液流电池，彻底颠覆储能技术市场格局？
“打一针”寿命提升1-2个数量级，什么原理？
北京时间2月13日凌晨，《自然》（Nature）杂志发表我国锂电池技术重大突破消息，复旦大学团队打破锂电池传统设计原则，通过给废旧电池“打一针”，实现对锂电池的无损修复，令电池在充放电上万次后仍展现出接近出厂时的健康状态（96%容量），循环寿命从目前的500-2000圈提升到超过12000-60000圈。
而这种技术的突破，关键其实在于AI技术的应用，通过对分子推荐和预测，成功获得了从未被报道的锂载体分子——三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li），这成为AI和有机电化学的结合的典范，也被誉为AI for Science理念的真正落地。
而且这种延长锂电池寿命的技术，在国际上尚属首例。它将锂电池寿命提升1-2个数量级，被视为电池产业变革提供关键技术支撑。
据悉，相关成果以《外部供锂技术突破电池的缺锂困境和寿命界限》（External Li supply reshapes Li-deficiency and lifetime limit of batteries）发布。
功能有机分子三氟甲基亚磺酸锂（CF3SO2Li）为电池补充锂离子
寿命焦虑不再，锂电储能成本有望大降！
据了解，此前业内也有负极补锂（也叫预锂化）的技术，来补偿电池首次容量损失，但整体锂源的利用率并不高，对于锂电池容量和使用寿命修复效果有限。
而根据锂电池资讯网统计，当前储能招中标市场，磷酸铁锂储能电池价格已经突破0.3元/Wh，磷酸铁锂电池集成的储能系统成本也已经降至0.417元/Wh，但由于目前储能市场整体盈利模式不清晰，锂电池储能仍然面临经济性和安全性、以及回收成本高的问题。尤其是部分专家企业揭露，很多储能电池或储能系统实际寿命远低于预期，储能系统寿命提前终结，并导致投资收益率大幅下滑，实际应用价值遭受严重折损。
而一旦复旦大学新技术实现商业化应用，电池修复后的6万次循环，意味着储能若以每天两充两放、每年运行300天模式运行，其使用寿命可达100年！这相较于当前储能业内最长20年、25年的光储同寿再次延长四五倍，储能的度电循环成本也将就此大幅下降，运行收益也将得到极大改善。
另外，当前业内对于锂电池储能系统的报废处置，还未形成统一规范标准，很多专家学者对锂电池回收处置的安全和环保风险表示担忧。1月24日，深圳地方标准《锂离子电池储能系统功能安全规范（征求意见稿）》提出，电池储能系统的报废处理，应使用重量比例为5%的盐水浸泡24h，而且泡水时，宜依次刺破电池，使水尽可能进入电池内部。这种针刺做法本身极易引发电池热失控火灾，而且工作量极大、在推广应用也会面临阻力。
但复旦大学此次公布的新技术，可以实现电池的循环利用，将彻底解决锂电池大规模报废处理的问题。更重要的是这种技术成本并不高。官方称，目前，锂载体分子已通过初期实验验证，预计在电池总成本中占比不到10%，具备大规模商用潜力，可用于补锂、储能、光储一体化。此外，电池材料必须含锂的束缚规则也被打破，使用绿色、不含重金属的材料构筑电池成为可能。
复旦大学官方称，团队正在开展锂载体分子的宏量制备，并与国际顶尖电池企业合作，力争将技术转化为产品和商品，助力国家在新能源领域的引领性发展。
多种储能技术地位受威胁！
近两年，国家能源局先后发布几批新型储能试点示范项目，其中包括压缩空气储能、重力储能、飞轮储能、全钒液流电池储能等多种储能技术路线，其数量累计超过锂电池的项目数量。
据CNESA发布的最新数据，截至2024年12月底中国电力储能累计装机137.9GW，其中锂离子电池储能技术占比已经攀升至55.2%，历史性超过了抽水蓄能。与此同时也要看到，由于新型电力系统对长时储能的应用需求增多，压缩空气储能、多种液流电池技术也正在崛起。
数据来源：CNESA
然而，此次复旦大学的锂电池修复技术的横空出世，将极大扩展锂电池在长时储能、长寿命储能应用。
有评论认为，这一技术或许会颠覆当前储能技术发展格局。以长寿命著称的抽水蓄能、液流电池、压缩空气储能等技术优势不再，而以报废材料回收利用、成本低廉著称的重力储能或将首个面临淘汰威胁。锂电池储能技术发展脚步锐不可挡！
抽水蓄能，是目前最成熟的储能形式，寿命一般可达50年以上。尽管锂电池循环寿命虽然在不断提高，但仍需考虑全寿命周期内更换电池的二次成本支出。并且，锂电池在高温、短路等极端条件下会出现热失控、燃烧甚至爆炸，安全隐患依然存在。从整个电力系统运行角度来看，目前的锂电池可能难以完全替代抽水蓄能。为此国家能源局曾在《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035 年）》提出，到2025年投产6200万千瓦以上、到2030年投产1.2亿千瓦左右的发展目标。而随着近期《抽水蓄能电站开发建设管理暂行办法》的发布，明确要与分布式发电结合、接入电压等级110千伏及以下配电网、在配电网系统平衡调节的中小微型项目，抽水蓄能似乎又迎来了发展的“新一春”。
不过也应该看到，抽水蓄能还受制于地理条件限制，且单体项目容量极大、建设周期长，相较于锂电池并没有明显优势。
另外，同样拥有20~30年以上使用寿命的压缩空气储能，当前也正处于技术突破、商业化应用的关键期。这类项目同样面临投资金额高、建设周期长等挑战，而且最主要应用瓶颈在于能量效率低。目前最新的技术据称已经可以实现超70%，但仍与锂电池储能的88%有较大差距。
在长时储能概念推动下，液流电池储能快速步入了商业化规模化应用，尤其凭借超长使用寿命、易维护等优势，全钒液流电池成为目前商业化程度最高的技术路线。且液流电池储能容量大、安全性高，相比起来，火灾事故频发的锂电池更加难以替代其地位。据不完全统计，当前液流电池全产业链企业已近200家，其中60多家为储能电池系统生产商，40多家选择了全钒液流电池技术路线。除了全钒液流电池以外，各类液流技术都在不断突破商业化瓶颈，而在目前已投运的液流电池储能项目中，铁铬液流电池占比7%，锌溴液流电池和全铁液流电池各占比3.5%。
而从经济性来看，当前，全钒液流电池循环次数大于1万次，尽管2.3元/Wh的初始投资成本高于锂电池，但因拥有20年以上的使用寿命、其度电成本其实较锂电池储能更有优势。然而，也会面临设备腐蚀、电解液泄露等环保安全风险。而且，储能业内最新推出磷酸铁锂储能电池新品循环次数已普遍超过1.5万次，而且成本已经接近或低于0.3元/Wh，若“扎一针”的锂电池修复技术得以应用，全钒液流电池的长寿命、低度电成本优势将彻底不再。
另外，还有一种以低成本著称的重力储能，正得到各大企业的重视。目前业内主推的应用形式，是通过将建筑垃圾废旧材料回收利用打造成能量块，并采用“搬砖”的形式以重力势能实现能量的存储和释放。因为本身是采用废料，投资成本较为低廉，而且技术原理相对更容易、更易实现商业化推广。
然而随着此次锂电池“起死回生术”新技术的突破，以上储能技术优势将不得不重新评估。储能技术发展格局，也许会就此生变。
将来，锂电池储能技术也许真的可以稳坐第一把交椅。
