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演讲全文如下：
吴晓东（纳新新能源科技有限公司总经理）：大家下午好！因为这个报告偏向基础和涵盖性的技术问题，所以还是以纳米所的名义来做。纳米所是中科院下面的研究所，我们在里面做了建筑面积在两千平米左右的锂电工程研究测试中心，主要进行电池材料、实效分析等的工作，如果大家有锂电池相关的需要也可以和我们联系。我们里面有三个研究院，包括我自己，还有40来个副研，就是正高、副高、博士生、硕士生以及以上的人员在里面进行工作，还包括学生。
我今天想讲的是，电网储能会有不同的需求，从储能的需求来讲分不同种类的储能，把各种各样的储能都在里面罗列一下，把各个储能的特点以及相互之间有什么优劣势节但梳理一下，还有新发展也罗列一下，更多基于我收集到的或者大家听到比较多的技术，还有比较少、偏门或者用量少的没有在里面列，中间有什么问题可以继续交流。作为电网储能来讲，我只是简单列了一下，对传统电力系统、可再生能源系统，它实际上所需要的东西不太一样，这里面都是需要储能的东西，传统的有削峰填谷，还有黑启动、调频服务等等。可再生能源是光伏和风能，本身波动性比较大，所以平抑波动和电压本身的支撑是很重要的环节，改善电能质量，中国的电能质量其实相对来讲有它的好处，也有它不好的地方，或者频率和电压的稳定性和国内的电能质量相比还是有差异，这块对供电的可靠性、供电的稳定性还有进一步要求，储能在里面可以发挥很大的作用。
随着工业的发展，电力的需求会越来越大，反而从峰谷的波动来讲越来越大，中国整个配电的容量和总的用电量相比已经非常大，目前大家很少听到拉闸限电，实际上传统的欧美国家，很多国家的电力设施跟不上它的发展，所以经常碰到限电和断电的情况。随着工业的进一步发展，输配电本身升级投入很大，用储能可以缓解这样的工作。这是传统电力里面会涉及容量备用和黑启动的例子。光伏可能很典型，只有白天发力，晚上不出力，这是从凌晨到24小时的图，每天实际的用电情况也是中间会最大，然后两头会最少，实际上和光伏大致趋势相同，和光伏还是有些差别的，这些情况希望有储能来平抑波动性，从储能本身来讲，有包括机械、冷热储能、化学储能、电化学储能，都是属于机械储能。冷热储能也有显热、潜热、热化学。化学储能氢储能、合成染料。还有电化学储能相关的钠硫、液流等。最直接、最成熟的应该是抽水蓄能，我印象最早是北京有一个电站是抽水蓄能，主要是在十三陵，上下有两个水库，上水库在平常的时候可以往下放电，电网富裕的时候，就可以把下水库的水抽上来，这样整体的效率，十三陵达到60%多。广州也有一个抽水蓄能的电站，它的主要原理是上下电热差转化为电能的过程。
海水是最低的，如果是普通的上下两层水库，下水库、上水库都要建，对海水只要挖上水库，这是大家大规模想办法做的事情。其他的机械储能，包括空气压缩，最早用的是有些洞穴是封闭洞穴，把空气通过压缩的方式打进去，通过一定的方式再返回来，通过压缩空气本身的机械能，再加上燃料的助推作用转化为电能，它最大的问题是效率比较低，利用地理的供需需要大型储能装置，依赖地理结构。现在在做的比较多的是储罐储能，它本身可以做到更大的压力，洞穴压力会对地理条件有压力，储罐储能密度可以得到很好的提高，全球也有很多的示范，包括2010年伦敦的350KW的示范工程，还有曼彻斯特5MW示范工程，中科院在廊坊也有1.5MW实验系统。
飞轮储能，把电能转化为装置里面飞轮的动能，动能在一定的机构里面返回成电能，用这种方式储能。飞轮储能随着这两年超导的发展，这块可行性变得越来越好，实际上最大的问题是能量密度不够高，自放电率高。对几十秒级的应用飞轮储能是很好的技术。包括美国宇航局和德国研究所飞轮储能的机构做的示范的东西。国内做飞轮储能也有不少，包括清华大学、华北电力等等，都是做这样的工作。
冷热储能，其实就是把电转化为热能，通过热能储存下来，需要热或者冷的时候利用起来，最典型的是屋顶太阳能热水器，实际上把光变成热能，大家要用热的时候，可以把它用起来，本身来讲是分成几种，主要是围绕热来进行的，包括显热、潜热和热化学，什么叫显热呢？它里面不产生向变，只是温度的变化储存热量，潜热是利用向变的过程，这个过程中它本身的热寒，热能会发生很大的变化，向变的点附近进行储热，热化学是化发生化学反应，显热和潜热目前应该是应用比较多，化学储热在研究阶段示范做得比较多。这是示范的案例。西班牙的光热和太阳能发电有点类似，不是用水储热，储热温度超过500度，这是和普通居民用的不一样。显热指得更多，不涉及向变，只涉及温度的变化。这是最基本的模型，里面主要的部件是热交换。这是潜热的装置，利用的是材料的向变产生的吸收或者放热的反应。这是国内国外都有的，这是热化学，热化学是在电或者其他东西在化学反应的时候，有热效应，燃烧本身就是热效应，其他的像吸水或者有机的分解或者是可逆的反应，用于热化学储能的装置，目前比较多的是无机氢氧化物的分解，还有碳酸化合物的分解，还有氨气的分解，还有铵盐的分解，都在这里面。热化学的特点，相对来讲会比显热和下面储的好，由于储热载体是固定的结构，所以是可以长期保存，不存在热损失的，显热和潜热由于吸热或者耗散的过程，本身会有热损失，热化学目前应该是储热的方向，同时本身的能量密度也会比较高，大家研究的是以这个为重点。
化学储能大家就比较熟悉，氢气是大家关注最多的，电解可以从水里面得到氢气，氢可以一直存储、运输，当放到燃料电池或者内燃机转化为机械能或者电能，这是氢储能完整的过程，这是大规模氢储能的电解路线图。它一条是变成工业生成的燃料，它本身也是可以做成发电的东西，另外它可以通过氢进一步合成像甲烷、天然气这样的东西，返过头来再进行发电，这是它储能的过程。这是一些示范应用的实际场景，日本家用热点很多，燃料电池是典型通过氢直接转换为电能储能的过程。氢储能，关键是储氢的过程。储氢和运输是关键的技术。另外还有一条化学储能是合成燃料，通过热和电的方式，把氢和含碳和氢的东西变成最终燃烧的燃料，把能量转化为化合物里面的能量，化合物变成燃料或者燃烧的东西以后，再可以发电，整个过程就是储能的过程，从能量再转换为电的过程。这是电化学储能的过程，钠硫电池、铝离子电池都是电化学储能的一部分。钠硫是以钠和硫作为正负极，也是可逆的反应。钠硫电池最关键的问题是电解质层，这层厚了效率低，薄了，安全性不好，目前只在一些小型示范里面做的比较多，日本在这方面做得比较前，基本上要300度的工作温度，然后钠硫的可逆反应进行储能。钠硫有它的有点，能量转化比较高，瞬时相应比较快，而循环寿命长。缺点也是一样，钠硫之间的反应，充放电状态很难实时检测，只能做完整的循环以后才知道，一旦涉及过充，钠硫本身就是比较危险的东西，危险性比较高，高温工作，350度，在特定范围内它是很好的东西，大规模应用目前看起来不是特别理想。
目前在电网储能国内也有用，也就是液流，它是把正负极通过流体形式分割开，通过机械的方式把氧化和还原来进行处置。目前是示范做得最多的。这个结构是很有意思的，不同于固向反应有可能产生负反应，液流本身循环寿命不错，包括里面像钒有毒，腐蚀性强，大规模应用不多。
钠锂子电池，因为钠很多，包括合成成本都会降低很多，同时可以变成液态，就是水系的体系，它有可能觉得比锂离子电池降低很多的体系，目前在研究和小规模使用情境中。钠锂子电池有可能被应用，铅酸电池有可能被钠锂子电池取代，目前有些技术没有攻克，所以没有得到广泛替代。
铅酸电池是时间最长的，有140多年历史，生命力很旺盛，目前出货量最大的仍然是铅酸电池。它虽然有环保方面的问题，但是目前看起来还是一样，整个成本、循环寿命逐步提高，很多应用场合仍然大规模使用，目前也新出来铅炭电池，是这两年讨论比较多的，特别是60%左右的放电深度，它比铅酸电池有很大的提升。铅炭目前是内混，是把铅和炭一起混在里面做电极，对铅板本身有很大的提升作用，还有两种分开，这种结构目前不是特别理想，因为加工过程会带来很多复杂性。
目前铅炭电池主要是指内混的，它有很多的改善，特别是循环性有很多的改善。铅酸电池深度充放电表面会硫酸盐化，这之后的铅酸电池能放电出来的容量会大大压缩，极板表面包裹着钝化的硫酸盐体系，这种钝化就会被削弱。我在网上找到一些数据，铅炭电池经过改善以后，特别是在循环性上有很大的提高，成本也是有比较多的提高。市场上按照0.1C到0.15C，比铅酸电池提升了20%-30%的成本，但是放电深度只有50%-60%。
锂电池，可能大家看到的最多，包括最近特别火的特斯拉，这个电池和特斯拉没关，因为电池是松下做的。但是特斯拉成为全球的领导者。下面是荣威550PHEV磷酸铁锂电池，从手机电池变成全面切换锂电池，锂电池这两年的发展非常迅猛。我总结了锂电池的四个分类：圆柱。方形有方形硬壳和软包，还有一种是异形、扣式，蓝牙耳机是异形，圆柱是卷绕，方形硬壳是叠片和卷绕。
目前全球出货量最多的还是日常的Leaf和Volt PHEV，特斯拉用的是松下原来给笔记本用的电芯，续航里程很长，但是车的性价比低很多。上面三种材料加上左边的磷酸铁锂是正极材料，那边是石墨等。主流的是以石墨材料为主，目前也有人添加少量的硅负极，容量能够有些提升。
这是我总结的正极材料的特点，大家可以看一下其他的，各个材料各有特点，像钴酸锂、三元NCM、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂NCA、高电压镍锰酸锂、富锂相Li-rich。电池的循环寿命影响是电芯工厂的主要工艺水平，我认为所有的锂电池，如果各方面工艺控制的好，每个材料都可以超过1万次，这是我想说明的第一点。从成本构成来讲，目前的成本波动非常大，锂电池原材料成本上涨而不是下降，你说短期锂电池成本大规模下降，除非来自于一些结构件的减少和部件的减少才有可能，从电芯本身来讲很难，因为材料成本上升，主要受控是钴和锂，钴在中国的储量很少，锂储量不少，主要是一些动物的饲料添加剂里面会用锂，这两年随着电动汽车用量起来，锂用量迅速膨胀，导致供应跟不上，锂从4万不到1吨到目前的13、14万一吨，反正波动很大，所以这两个材料控制得好，锂电池的成本才有可能大规模下来。
磷酸铁锂目前看下来，可能规模储能，处于安全性、循环寿命、倍率特性、综合成本等综合因素，磷酸铁锂有很好的优势，但是成本比三元材料稍微高点，综合成本还是磷酸铁锂有更大的优势。锂电池就算在5倍的情况下，仍然有100%的标称容量的放出。目前铅炭电池会比原来的铅炭电池好一些，仍然不够好，铅炭电池仍然在0.2C左右的正常工作的电流的情况。磷酸铁锂电池也有一些不足，充放电平台太平，SOC估算难，导电性差，它必须包炭，工作电压也低一些。
不同的储能所应用的场景会有比较大的差异，锂电池会集中在分布式、需要频繁使用，有可能需要瞬间响应的场合，从几度电到几MW级别，锂电池是首选，对大规模集中式储能是储能电站百MW级的储能，有可能以成本低廉的机械、热或者化学储能为主。这是我们得出的初步结论。
下一代锂电池，全固态锂电池很火，很多厂家希望用全固态锂电池解决电池方面遇到的所有问题，但是路可能很远。全固态锂电池是通过固体电解池取代原来溶液的电解质解决问题，固体电解质金属锂有可能应用起来，原来金属锂不是不能用，还有一次锂电池，但是循环安全性受到影响。上世纪80年代，以色列有一家公司专门出过使用金属锂的电池，但是那个产品在投放一年之后就会大规模出问题，因为金属锂在充放电过程中会形成一种物质，导致产品最后出现隐患。大家给整个电池更高的可想象性，能量密度、循环寿命等等方面，包括更高电压的材料，包括金属锂、循环寿命都有很大的提升，主要的问题点在于金属锂复合电极这部分。目前做的最好的是差两个数量级，就是固态和液态导电性的问题。从区别来讲，把电解液和业态换成固态，有了更换以后，原来4V体系完全可以提高到5V，甚至5V以上的电压，能量密度提高。所以现在的关注点集中在解决续航里程、能量密度等方面，都在想固体电池，我没有那么乐观。
结构和现在的锂电池没有明显区别，都是正负级，中间用电解质隔开，原来是隔膜，加上里面含有电解质的液体能够进行离子的导通，这是原来业态锂电池，固态锂电池去掉隔膜，那个东西存不存在不影响电化学的活性，能够分散正极材料和负极材料之间，能够格挡开来，这是所需要的研究，因为到了固体电池，界面就成为非常关键的东西，在固体和界面处微观的研究就成为关键的要求。我简单罗列了固体电解池，包括含各种物质的物体，目前还是一样，导电性相对于液态导电性还是差不少。关键是谁把固体电解池做的很好。关键问题是材料、界面、电池性能，金属锂和锂复合负极，固固界面这是阻碍固态电池产业化的两个关键问题。
谢谢大家！
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