如果美國(guó)轉(zhuǎn)換為無碳電網(wǎng)，那么數(shù)百萬的房主可能希望產(chǎn)生并存儲(chǔ)自己的太陽(yáng)能，很多企業(yè)已經(jīng)在爭(zhēng)奪這個(gè)潛在的巨大市場(chǎng)。

特斯拉和LGChem目前主導(dǎo)著美國(guó)家用電池市場(chǎng)。兩者均使用電動(dòng)汽車行業(yè)青睞的鋰鎳錳鈷氧化物（NMC）化學(xué)物質(zhì)。在汽車中，目標(biāo)是將盡可能多的能量填充到盡可能小的空間中。隨之而來的會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題：鋰電池潛在的升溫和引發(fā)連鎖反應(yīng)的可能性，這種連鎖反應(yīng)可能會(huì)著火并在封閉的空間中爆炸。

這種災(zāi)難極為罕見。但是在12月，LG化學(xué)（最近更名為L(zhǎng)GEnergySolution）召回了數(shù)量不明的電池組，此前發(fā)生了五次“高溫事件”，造成了美國(guó)家庭財(cái)產(chǎn)損失。該公司堅(jiān)稱其新產(chǎn)品可提高安全性，事實(shí)上，在召回事件發(fā)生后不久，它確實(shí)推出了一種新的，功能更強(qiáng)大的家用電池模型。

該公司住宅電池部門的銷售總監(jiān)LinhTran說：“LG那里有很多電池，召回事件還會(huì)發(fā)生。LG響應(yīng)您希望制造商做出響應(yīng)的方式?！?/p>

但是籠統(tǒng)的術(shù)語(yǔ)“鋰離子電池”涵蓋了一系列化學(xué)。一群聲勢(shì)浩大的初創(chuàng)公司已經(jīng)爭(zhēng)論了很多年，房主們最好選擇不易起火的品種。該類別中最喜歡的競(jìng)爭(zhēng)者是磷酸鐵鋰（LFP），它具有公認(rèn)的安全記錄。

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PowinEnergy的高級(jí)副總裁DannyLu說：“我們從一開始就選擇LFP，因?yàn)樗哂邪踩裕cNMC相比，它的易燃性要低得多，并且達(dá)到熱失控所需要的溫度要高得多?！?/p>

熱失控是一個(gè)電池單元發(fā)生故障并加熱到足以引發(fā)相鄰電池單元發(fā)生故障的過程。很快，整個(gè)機(jī)架的電池可能會(huì)從內(nèi)部加熱，從而引起起火甚至更嚴(yán)重。

這是Powin最近籌集了1億美元用于供應(yīng)的大型發(fā)電廠的擔(dān)憂。但是大型電池廠設(shè)計(jì)有特殊的防護(hù)措施，以防止熱失控造成巨大的損害，并且通常在沒有人員在場(chǎng)的情況下進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。相比之下，裝有電池組的房屋缺乏工業(yè)級(jí)的防火工具，被人類和寵物居住，其生命可能受到火災(zāi)的威脅。

LFP過去在商業(yè)上相對(duì)于NMC處于劣勢(shì)，因?yàn)榍耙环N化學(xué)方法成本更高且占用更多空間?，F(xiàn)在，成本已經(jīng)下降到競(jìng)爭(zhēng)激烈的領(lǐng)域，能量密度也有所提高，在LFP迷們的勸告未能推動(dòng)市場(chǎng)多年之后，趨勢(shì)最終可能會(huì)轉(zhuǎn)向他們的青睞。

總部位于加利福尼亞的LFP制造商SimpliPhiPower的首席執(zhí)行官CatherineVonBurg說：“LFP的價(jià)格已大幅下降，將會(huì)與NMC平價(jià)，說實(shí)話，我們快到了。”

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較低的價(jià)格存在風(fēng)險(xiǎn)

NMC的支持者和反對(duì)者一致認(rèn)為，NMC最初具有很大的成本優(yōu)勢(shì)，那是因?yàn)樗鼛?dòng)了電動(dòng)汽車行業(yè)的巨大發(fā)展。

家用儲(chǔ)能仍然是一個(gè)新的且相對(duì)昂貴的產(chǎn)品類別。能源研究公司伍德·麥肯齊（WoodMackenzie）表示，去年每個(gè)季度，美國(guó)人安裝了約7,000個(gè)家用電池。普氏的數(shù)據(jù)顯示，同年，美國(guó)人購(gòu)買了近30萬輛電動(dòng)汽車。

家用電池初創(chuàng)公司Electriq的銷售和營(yíng)銷執(zhí)行副總裁AricSaunders表示，在早期，使用LFP意味著大約要將電池成本加倍，并占用更多的家庭安裝空間，該公司圍繞NMC設(shè)計(jì)了其前兩代產(chǎn)品電池。

他說：“價(jià)格是該行業(yè)的一大障礙，我們正試圖開拓一個(gè)市場(chǎng)?！?/p>

雖然有一些公司宣稱LFP的優(yōu)點(diǎn)和NMC的相對(duì)危險(xiǎn)性，但安全隱患主要存在于紙面上。鋰離子電池已在手機(jī)和筆記本電腦中普及，并出現(xiàn)在電動(dòng)汽車的人們的車庫(kù)中，為什么不能也放在墻上的盒子里？

麻省理工學(xué)院能源計(jì)劃的研究科學(xué)家阿普爾巴·薩克蒂（ApurbaSakti）說：“考慮到那里的鋰離子電池的數(shù)量和已報(bào)道的火災(zāi)事故的數(shù)量，這種風(fēng)險(xiǎn)非常低?！盨akti指出，研究人員估計(jì)鋰離子電池故障的風(fēng)險(xiǎn)不到1千萬分之一，其他人則將其定為4000萬分之一。

但是引人注目的例子引起了人們的關(guān)注。2018年接連發(fā)生在韓國(guó)的儲(chǔ)能電池火災(zāi)可能已經(jīng)挫傷了積極性，雖然他們并沒有在美國(guó)媒體得到太多發(fā)揮。2019年4月，鳳凰城郊外的一個(gè)電網(wǎng)電池裝置開始冒煙并最終爆炸，爆發(fā)了更戲劇性的警告。爆炸將四名緊急響應(yīng)人員送往醫(yī)院。它把其中一個(gè)扔了73英尺，穿過了籬笆。

目前尚不清楚NMC電池是否在家庭中造成了傷害。但是LGChem的召回通知證實(shí)，家庭中發(fā)生電池著火的威脅是真實(shí)的，無論這種威脅多么罕見或不太可能。通用汽車去年還召回了68,667輛裝有LGChem電池的汽車，其中有些起火。

LFP趕上了

同時(shí)，LFP穩(wěn)步贏得了客戶的青睞。

根據(jù)伍德·麥肯齊（WoodMackenzie）的研究，2015年，LFP電池僅服務(wù)于網(wǎng)格存儲(chǔ)市場(chǎng)的10％。NMC占據(jù)主導(dǎo)地位，市場(chǎng)份額超過70％。但是從那以后，NMC的市場(chǎng)份額一直在下降，而LFP的市場(chǎng)份額卻在上升。分析師預(yù)測(cè)，到2030年，LFP將成為網(wǎng)格電池的主要化學(xué)成分，占據(jù)日益多樣化的市場(chǎng)的30％。

在2018年，當(dāng)領(lǐng)先的制造商LGChem和三星的所在地韓國(guó)的有利可圖的存儲(chǔ)激勵(lì)措施啟動(dòng)了電池安裝大富翁時(shí)，這種勢(shì)頭發(fā)生了變化。

WoodMac分析師MitaleeGupta說：“當(dāng)韓國(guó)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展時(shí)，由于韓國(guó)供應(yīng)商對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)感到滿意，因此全球儲(chǔ)能市場(chǎng)出現(xiàn)短缺。”撰寫了有關(guān)LFP價(jià)格上漲報(bào)告的WoodMac分析師MitaleeGupta說。

根據(jù)古普塔（Gupta）的分析，在固定式儲(chǔ)能市場(chǎng)取得明顯領(lǐng)導(dǎo)地位之后，隨著LFP的發(fā)展，NMC將失去其優(yōu)勢(shì)。

那時(shí)，美國(guó)的存儲(chǔ)公司將目光投向了中國(guó)，像CATL和BYD這樣的制造商多年來一直在制造LFP電池，西方買家越來越多地決定對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行審查。

加州大學(xué)圣地亞哥分校能源儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)室的材料科學(xué)家兼教授謝瑞明說：“LFP生產(chǎn)在中國(guó)非常成熟且發(fā)展良好。美國(guó)確實(shí)需要考慮：我們要在這里重新發(fā)明還是接受在那里生產(chǎn)的電池？”

SimpliPhiPower是美國(guó)為數(shù)不多的制造此類電池的公司之一，總部位于加州沿海城市奧克斯納德（Oxnard）。該公司開始為好萊塢電影產(chǎn)品及后來的軍方提供離網(wǎng)電池電源，這就需要堅(jiān)固耐用的技術(shù)，該技術(shù)要經(jīng)得起高溫，并且不會(huì)危害演員和工作人員。馮·伯格說，工作人員測(cè)試了“每種化學(xué)物質(zhì)”和“每種形式”，并決定生產(chǎn)LFP。

馮伯格說：“您可以說鈷電池的能量密度更高，但事實(shí)是，您不能像使用LFP那樣以強(qiáng)大的方式使用能源，性能方面有很多東西可以削減并侵蝕成本收益。”

早期，SimpliPhi愿意接受溢價(jià)以換取安全功能。從那以后，LFP的價(jià)格已大大下降，VonBurg說：“它開始實(shí)現(xiàn)鈷生產(chǎn)商幾年前所實(shí)現(xiàn)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。”該公司沒有透露其電池生產(chǎn)能力，但表示在2016年至2020年之間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為66％。

桑德斯說，Electriq認(rèn)為這兩種化學(xué)物質(zhì)都是安全的，但由于其于12月推出的第三代家用電池產(chǎn)品，它已從NMC轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)FP。

他說：“價(jià)格下降了，密度上升了。過去的問題已經(jīng)解決，安全性得到了進(jìn)一步提高。”

尋找正確的化學(xué)

關(guān)于LFP的更為奢侈的說法將其作為有毒，危險(xiǎn)產(chǎn)品的堅(jiān)不可摧的替代品。但是研究存儲(chǔ)供應(yīng)鏈的古普塔警告說，LFP電池不能幸免于故障。

她說：“它們都有著火的危險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兒幸兹嫉碾娊赓|(zhì)。另外，安全性取決于系統(tǒng)的安裝狀況以及電池插入的設(shè)備的質(zhì)量?！?/p>

LG的Tran回應(yīng)了這一點(diǎn)。她說：“自從我們推出這種電池產(chǎn)品以來，我會(huì)對(duì)任何房主說：要確保您的電池安裝人員已經(jīng)過認(rèn)證?！?/p>

但是，LFP的主要優(yōu)點(diǎn)是，如果一個(gè)單元發(fā)生故障，它不會(huì)像發(fā)生故障的NMC單元一樣發(fā)熱，這使得LFP熔解難以擴(kuò)散。但是，這些問題并沒有動(dòng)搖消費(fèi)者的整體。

在創(chuàng)始人和俄羅斯方塊大亨漢克·羅杰斯（HenkRogers）在自己的家中試用了該技術(shù)之后，總部位于夏威夷的BluePlanetEnergy選擇了LFP。BluePlanetEnergy首席執(zhí)行官ChrisJohnson表示，銷售這種化學(xué)藥品的挑戰(zhàn)之一是需要教育客戶有關(guān)化學(xué)藥品之間根本差異的知識(shí)。同時(shí)，“主要消費(fèi)者品牌”將其“大量資源”投入使用，以說服消費(fèi)者購(gòu)買NMC。

約翰遜說：“作為一個(gè)行業(yè)，隨著行業(yè)的發(fā)展，我們現(xiàn)在必須主動(dòng)解決安全問題?！?/p>

關(guān)于電池價(jià)格，還有一個(gè)更細(xì)微的討論。

前期成本不容忽視。Sonnen副總裁亞當(dāng)·根特納（AdamGentner）說，但是LFP電池在耗盡之前會(huì)提供更多的壽命能量，該公司僅銷售用于住宅的LFP電池組。Gentner說，如果客戶想要電池只是為了為建筑物提供備用電源，那么NMC可能適合這種不常使用的應(yīng)用。但是，如果目標(biāo)是每天安全地使用電池，利用太陽(yáng)能或通過向電網(wǎng)提供服務(wù)來賺錢，則LFP是更好的選擇。

他說：“我希望明年我們將開始看到向LFP尋求平衡的技巧?！?/p>

即將出現(xiàn)的新技術(shù)

一些電池專家正在尋找超越LFP的替代品。UCSD電池專家Meng表示，LFP是“一個(gè)很好的中間解決方案，直到我們找到家用能量存儲(chǔ)的最終解決方案為止”，這將是一種可以以較低的成本使用20年的電池。

企業(yè)家瑞恩·布朗（RyanBrown）試圖與他位于哈利法克斯（Halifax）的初創(chuàng)企業(yè)SalientEnergy合作，使用鋅和水來制造不易燃的住宅電池?；阡\作為有效成分的較低成本，目標(biāo)是獲得比任何鋰離子競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都更便宜的價(jià)格。與傳統(tǒng)電池的其他挑戰(zhàn)者不同，該設(shè)計(jì)使用了覆蓋鋰離子工廠中電極的相同卷對(duì)卷制造技術(shù)。

布朗說：“其中沒有任何有毒物質(zhì)；沒有任何物質(zhì)可能著火?！?/p>

Salient僅籌集了300萬美元，并正在建設(shè)中試工廠，其產(chǎn)品投放市場(chǎng)還有幾年的時(shí)間。但是Salient可以背負(fù)鋰離子制造中削減成本的創(chuàng)新，這使得建立工廠的成本大大低于完全不同的技術(shù)。

布朗說：“我們不能完全依靠一種電池化學(xué)方法來解決氣候變化問題。我們將需要除鋰以外的其他東西?！?/p>

對(duì)于仍然由兩個(gè)早期推動(dòng)者主導(dǎo)的市場(chǎng)，新參與者和化學(xué)物質(zhì)的涌入是成熟過程的一部分。

Tran說：“如果市場(chǎng)上有更多類型的電池，那將帶來更多競(jìng)爭(zhēng)，并使市場(chǎng)增長(zhǎng)?！?/p>