Lo sviluppo delle batterie per l’accumulo di energia è stato guidato dalla domanda del mercato e si è evoluto separatamente per diversi campi come lo stoccaggio di grandi dimensioni, lo stoccaggio di energia domestico e lo stoccaggio di energia industriale e commerciale. Queste batterie hanno fatto progressi in termini di prestazioni, tra cui grande capacità, elevata energia specifica, ciclo ultra lungo e ampio intervallo di temperature. Man mano che le centrali elettriche di accumulo dell’energia diventano più grandi, aumenta la domanda di capacità delle batterie, sicurezza e durata del ciclo. Tuttavia, attualmente non esiste un percorso chiaro per la selezione delle batterie nel settore dello stoccaggio dell’energia calda industriale e commerciale, poiché l’attenzione è rivolta ai vantaggi economici e all’efficacia in termini di costi. Tuttavia, esiste già uno slancio nel mercato delle batterie di grande capacità per supportare i prodotti di stoccaggio dell’energia industriali e commerciali.

Anche nel settore dello stoccaggio energetico domestico la scelta delle batterie è orientata al mercato. La tendenza dello stoccaggio di energia domestica e degli elettrodomestici ad alta tensione ha spinto all’uso di design come linguette a polo intero e cilindri di grandi dimensioni. Sono disponibili batterie con capacità inferiori a 50 Ah e 50 Ah-100 Ah per l'accumulo di energia domestica. Solo quest’anno, più di 20 aziende produttrici di batterie hanno lanciato oltre 30 modelli di batterie di accumulo di energia da 300 Ah+ o superiori, con capacità come 314 Ah, 320 Ah e 325 Ah. L’aumento della capacità delle batterie di accumulo dell’energia non solo migliora la densità dell’energia e la durata del ciclo, ma presenta anche sfide come la dissipazione del calore e la distribuzione non uniforme del calore, che richiedono una progettazione di sicurezza della batteria di livello superiore e lo sviluppo del processo.

L’aumento della capacità delle batterie di accumulo dell’energia porta anche ad un aumento della capacità dei sistemi di accumulo dell’energia. Ad esempio, i sistemi di accumulo di energia in container standard da 20 piedi con batterie da 300 Ah+ hanno generalmente aumentato la loro capacità da 3 MWh+ a 5 MWh+, riducendo i costi iniziali di terreni e infrastrutture per i progetti di stoccaggio dell’energia. Questi miglioramenti delle prestazioni delle batterie di accumulo di energia da 300 Ah+ sono il risultato della continua esplorazione da parte delle aziende produttrici di batterie in termini di materiali, produzione e tecnologia. L'uso di collettori di corrente compositi, ad esempio, è sicuro ed economico e si prevede che diventeranno la prossima generazione di materiali per collettori di corrente. Possono inibire la crescita dei dendriti di litio, bloccare la corrente durante la foratura e prevenire la fuga termica, migliorando la sicurezza delle batterie di accumulo di energia di grande capacità.

In termini di processo e produzione, attualmente si stanno esplorando due percorsi. Il primo si concentra sull'ottimizzazione della struttura spaziale interna della batteria, mentre il secondo rompe la forma intrinseca e si sviluppa verso design lunghi, sottili e simili a lame. La tecnologia top-top, ad esempio, riduce lo spazio superiore delle batterie di accumulo dell’energia, aumentando l’utilizzo dello spazio e migliorando i parametri prestazionali come la capacità effettiva, il ciclo di vita e l’efficienza energetica. Per i prodotti di accumulo di energia industriali e commerciali, l’attuale soluzione tradizionale è quella di utilizzare batterie da 280 Ah, ma in futuro si prevede che l’attenzione si sposterà verso batterie da 300 Ah+. Le batterie di grande capacità offrono vantaggi maggiori a questi clienti, riducendo il numero di prodotti utilizzati e risolvendo i vincoli di spazio. Inoltre, le batterie di grande capacità possono ridurre i costi riducendo i componenti integrati e mantenendo un lungo ciclo di vita, riducendo così il costo dell'elettricità per tutta la vita del prodotto.

Nel mercato dell'accumulo di energia domestica, i principali scenari applicativi sono il backup dell'alimentazione di emergenza domestica e l'uso di sistemi "fotovoltaici + accumulo di energia". Questi scenari richiedono batterie con buone prestazioni, in genere tra 0,5 e 1°C. Un’altra tendenza nello stoccaggio energetico domestico è l’uso dell’alta tensione, ottenuta collegando più batterie in serie. Ciò si traduce in correnti di sistema più piccole, meno interferenze e maggiore efficienza di conversione. Tuttavia, la tendenza allo stoccaggio dell’energia domestica ad alta tensione richiede una maggiore consistenza delle batterie, rendendo le batterie cilindriche una scelta favorevole in quanto offrono una migliore consistenza grazie a processi di preparazione maturi. Si prevede che le grandi batterie cilindriche continueranno ad aumentare il loro tasso di penetrazione nel campo dello stoccaggio energetico domestico.

Nel complesso, l’evoluzione delle prestazioni delle batterie di accumulo dell’energia è strettamente allineata alla domanda del mercato. Sono stati compiuti progressi in vari campi e sono state sviluppate diverse tecnologie di batterie per soddisfare requisiti specifici. La crescente capacità delle batterie di accumulo dell’energia comporta sia sfide che opportunità in termini di prestazioni, sicurezza ed efficienza dei costi. La continua esplorazione e sviluppo di materiali, produzione e tecnologia miglioreranno ulteriormente le prestazioni e l’adozione delle batterie per l’accumulo di energia in varie applicazioni.

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