背景

这份详细的电池存储评论首次发表于2015年底，每年都会更新，以跟上快速变化的电池存储技术的步伐。最初的比较主要集中在当时可用的主要电池，包括流行的铅酸电池和铅碳电池。然而,这种电池比较的最新版本集中在锂电池存储系统上来自世界领先的制造商，这些制造商已经成为住宅和商业应用太阳能存储的主要形式。beplay全站App完整的修订历史见文末。

简介

与屋顶太阳能相结合的家用电池系统被吹捧为一场能源革命，改变了游戏规则，或者只是为那些厌beplay全站App倦了支付高电价以降低账单的人提供了一种方式。在澳大利亚，由于太阳能上网电价(信用)已降至每千瓦时5摄氏度，而购买电力的成本接近每千瓦时30摄氏度，人们储存太beplay全站App阳能的动机越来越强。

用于建筑物储能的电池在独立(离网)和商业备用(UPS)电力系统中已经存在很长时间了。不过，过去几年国内储能形式较多混合太阳系beplay全站App已经开始获得动力，即使电池的成本相对较高。太阳能电池存储的另一个驱动力是beplay全站App能源安全．随着恶劣天气事件由于气候变化经常导致长时间停电，电池系统可以为家庭或企业提供即时备用电源。住宅电池存储系统还可以实现能源独立性，并提供一种产生和存储您自己的可再生能源的方法。

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常用电池类型

传统的混合和离网太阳能系统beplay全站App深循环铅酸电池然而，近年来，锂电池因其更高的效率和更长的保修期等诸多优势而逐渐占据上风。虽然近年来已经发布了许多新的创新电池技术，包括钠离子和氧化还原液流电池，但就成本和效率而言，一个明显的赢家是锂离子电池。因此，本文将重点介绍目前可用的经过验证且广泛使用的锂电池化学物质，包括:

• 磷酸铁锂(LiFePO4或LFP)

• 锂镍锰钴

• 钛酸锂氧化物，简称LTO

电池的比较

为了全面准确地比较现有的领先锂电池存储系统，我们列出了最受欢迎的交流耦合电池系统，特斯拉Powerwall 2和Sonnen ECO对抗来自一些领先制造商的各种直流耦合电池，包括比亚迪而且LG能源此外，还有一些流行的磷酸铁锂(LFP)电池系统，用于离网和混合动力系统，包括Simpliphi以及中国领先的制造商比亚迪(BYD)和派龙科技(Pylon Technologies)，以及华为的新型LUNA2000电池。为了完成回顾，我们包括了近年来使用钛酸锂电池技术的两个最受关注的品牌，澳大利亚的品牌Zenaji永旺以及更有争议的Sirus超级电容器电池千瓦实验室．

有几种新的锂电池技术正在兴起，钠和铝化学技术正在开发中，然而，这些电池要么还没有商业化，要么还没有达到具备价格竞争力所需的大批量生产水平。

精选锂电池

电池细节对照表*

对照表注:

• 效率-往返效率或充放电损失

• 保修期-制造商保修期公司允许的能力损失在保修期

• 循环寿命保证* -基于保修条件总能量吞吐量(1个周期/天)。

• 每千瓦时成本-基于可用容量的每千瓦时前期成本。

结果总结-每千瓦时电池成本

下面的结果总结图表-基于每天1或2次循环，电池成本在10年和20年期间的比较。请注意，大多数电池都有10年的保修期，而泽纳吉永旺LTO电池有行业领先的20年保修期和几乎无限的循环寿命。

详见下面的结论

铅酸电池和锂离子电池

在本文的前几篇文章中，我们使用许多标准将传统铅酸电池技术与现代锂电池系统进行了比较。直接比较并不容易，因为每种电池在不同条件下的化学表现非常不同，这些条件可能会延长或缩短电池的寿命。最大的差异是每天可用的排放部门，以及在高负荷、操作条件和温度下的效率。使用下面的图片链接阅读更多关于锂和铅酸(包括凝胶和AGM)之间的区别。

详情见我们的锂电池Vs铅酸电池篇文章。

电池比较标准

为了准确地比较目前可用的所有领先电池技术和品牌，我们使用了以下按重要性排序的几个关键标准:beplay全站App

1. 每千瓦时价格-前期成本和运营成本(每千瓦时/天)

2. 放电深度(DOD) -可用能量

3. 循环寿命-充电循环次数

4. 功率输出-最大连续和峰值功率

5. 往返效率-充电和放电损失

6. 可持续发展和环境影响

每千瓦时价格

1.第一个关键标准是每千瓦时的前期价格，因为前期成本是许多消费者最重要的方面之一。接下来是运行成本或电池寿命内每千瓦时的电池成本。这也可以被描述为在电池的保证寿命中摊销的前期成本。由于一些电池化学物质具有较高的降解率，每循环的千瓦时成本是根据使用10年后可用的保证容量计算的。我们通过计算每千瓦时每天的成本来做到这一点，假设电池在10年的时间内每天完全充电和放电一次，因为这通常属于制造商的保修条件。

不包括钛酸锂(LTO)电池，每天循环一次以上的锂电池通常意味着10年后总能量吞吐量将超出保修期规格，从而缩短保修期。为了更清楚地进行比较，我们包括了所有电池的10年和20年周期每千瓦时成本。然而，根据估计的循环寿命，LFP和NMC锂电池的寿命预计不会超过15年，而LTO电池预计在20年后仍可使用。请注意,Zenaji电池是业界领先的20年保修期支持的几乎无限周期的唯一选择。

放电深度和循环寿命

2 - 3。第二和第三个标准实际上是齐头并进的，因为电池寿命几乎总是与放电深度(DOD)成正比。这意味着电池放电越远，电池寿命越短。每日循环的可用能量或DOD(每天充电和放电)通常由制造商指定，周期寿命以年为单位，以DOD值为基础。然而，电池的寿命结束(EOL)并不总是很清楚，因为电池不会在循环一定次数后突然停止工作。几乎所有的新老电池技术都会随着时间慢慢失去容量，而铅酸的行业标准是在电池容量下降到80%时确定EOL。但是，最近LG和特斯拉等锂制造商正在将电池的EOL值降低60%或70%。记住，在这之后电池通常还是可用的，只是它们不能储存那么多的能量。

更复杂的是，在现实环境中，还有许多变量，包括温度、放电速率和不完全充电(部分充电状态)，因此电池系统的性能和寿命可能会显著改变。

一般来说，锂基电池的设计放电高达总容量的90%，而传统的铅酸(凝胶和AGM)电池通常不会放电低于60% SOC，除非在紧急备份情况下。对于在这个行业工作的人来说，这是一个相对标准的假设。看到我们的电池文章获得更具体的信息。

电池功率输出

4.在此之后，我们有连续和峰值功率输出。这可能是非常重要的，这取决于你使用的逆变器的类型和应用程序。例如,离网装置通常需要更高的峰值功率输出，因为您没有可用的电网来辅助高负载(高功率消耗)情况。

往返效率

5.下一个是往返效率，这是循环使用过程中的充放电效率或损耗。不幸的是，根据物理定律，能量从一种形式转移到另一种形式(在电池的情况下，从电能到化学能)总是会导致一些损失。一般来说，铅酸电池的充放电损耗接近20%，而大多数锂离子电池的充放电损耗可以低至2%，但通常在5-8%的范围内运行。

可持续发展-环境影响

6.当然，还有其他重要的因素需要考虑，如可回收性、耐温性和安全性。随着越来越多的电池系统的安装，可持续性变得越来越重要。此外，随着时间的推移，可回收性将成为一个主要问题。这一主题将在本文的末尾详细介绍。

电池规格

SonnenBatterie生态

Sonnen是德国领先的锂电池制造商，也是欧洲最大的家用锂电池系统公司。直到最近，Sonnen已经超过特斯拉和LG，在全球范围内部署了最多的家用电池系统。SonnenBatterie ECO系列很像特斯拉Powerwall 2，因为它是一个AC电池然而，与Powerwall一样，即使内置了逆变器充电器，它仍然需要一个额外的太阳能逆变器才能与太阳能电池阵列一起工作。beplay全站AppSonnen ECO包含模块化电池系统，由PylonTech或索尼提供2.5kWh磷酸铁锂模块。

• 查看全文规格，生命周期，保修和成本细节在这里。

特斯拉Powerwall

特斯拉Powerwall13.5kWh的“可用”存储容量是一个AC电池配备集成的5kW DC-AC逆变器/充电器和先进的液体热管理系统。交流电池是独立的电池系统，可以安装在任何有现有太阳能装置的家庭。beplay全站App这可以使安装更简单，但它仍然需要一个太阳能逆变器与太阳能电池阵列一起工作，另外还需要额外的特斯拉网关盒，以便在停电时提供beplay全站App备用电源。

• 看到规格，生命周期，保修和成本细节这里比较。

详见特斯拉Powerwall 2回顾

LG化学RESU

LG化学提供更大范围的RESU(住宅储能单元)电池，各种尺寸，从3.3kWh到9.8kWh，有两种电压选项，48V和400V。此前只有6.4kWh RESU6.4EX锂电池可用。最新的48V范围包括RESU3.3, RESU6.5和RESU10单元，并可选择使用适配器组合不同的单元，总存储最高可达19.6kWh。

• 看到规格，生命周期，保修和成本细节这里比较。

详见LG RESU电池回顾

比亚迪HVM高级版

比亚迪是中国最大的可充电锂电池制造商，一段时间以来一直主导着中国电动汽车和储能市场。新的HVM或高压范围是比亚迪的第三代模块化堆叠电池。该公司生产广泛的锂储能系统，用于商业和住宅应用，仅使用LFP或磷酸铁锂电池，这些电池被认为是最安全、最稳定的电池化学物质。

除了高压HVM系列外，比亚迪还生产一系列用于住宅混合动力和离网安装的低压(48V)模块。

详见比亚迪电池回顾

PylonTech US3000

的塔技术磷酸铁锂(LiFePO4或LFP)电池是最早的模块化锂基电池，它将锂电池和电池管理/控制系统都包含在一个简单的机架安装单元中。它们有2.4千瓦时(US2000)和3.55千瓦时(US3000)两种尺寸可供选择，并且可以方便地连接多个单元并联安装。PylonTech还为商业和公用事业规模的应用生产大规模高压电池系统。

• 看到规格，生命周期，保修和成本细节这里比较。

Powerplus Energy ECO

Powerplus能源是澳大利亚领先的电池制造商之一，开发了一系列模块化、可扩展的机架式电池，适用于上网和离网应用。由于使用寿命更长，安全性和可靠性更高，所有Powerplus电池都使用了LFP电池。Powerplus提供一系列LiFe Premium或ECO电池，但在这次特别的审查中，我们选择了更具成本效益的ECO p系列48V 4kWh模块，这是目前最受欢迎的电池之一。

• 查看全文ECO p系列电池规格．

华为LUNA2000

华为是世界上最大的太阳能逆变器制造商之一，该公司最近发布了一种独特的模块beplay全站App化高压电池系统，该系统旨在与华为混合动力逆变器一起用于住宅储能和备用电源。与大多数其他模块化高压电池系统串联连接(如比亚迪和阳光)不同，单个5kWh的华为高压模块都是并联连接的，基本上可以独立运行，这意味着其中一个模块处于较低的电压或充电状态，那么它将不会引起系统的不平衡。这与许多48V机架式电池的工作原理类似。

详见华为LUNA2000电池检查

Simpliphiφ

Simpliphi权力是一家总部位于美国的电池制造商，自2002年以来一直是锂离子电池的领先开发商。Simpliphi PHI电池最初用于耐用的远程军事和移动电源系统，使用LFP电池，以其高循环寿命，安全性和稳定性而闻名。最新版本是48V PHI 3.8kWh电池，比本文中使用的3.5kWh版本略大。

• 参见SimpliPhi规格，生命周期，保修和成本细节这里比较。

千瓦实验室SIRIUS

该天狼星电容器模块千瓦实验室在以色列，当它们最初于2017年发布时，引起了不小的轰动，因为根据进行的许多独立测试，它们被发现含有相对常见的钛酸锂(LTO)电池，而不是像名字所暗示的那样基于独特的电容器技术。然而，尽管名字如此，LTO电池非常强大，并具有快速充电等特性，其性能与电容器相似。LTO电池也被认为是最持久和最耐用的锂化学物质。千瓦实验室现在生产各种48V自管理电池适用于住宅、商业和公用事业。

• 看到SIRIUS 3550-48V电池规格

Zenaji永旺

独特的澳大利亚制造Zenaji永旺电池拥有市场上最长的寿命，并有20年的保修期，比行业标准长10年。这并不奇怪，因为电池使用的是钛酸锂(LTO)电池，这是目前可用的最持久的锂电池，能够以远高于大多数其他制造商使用的普通LFP和NMC电池的速度快速充电和放电。

钛酸锂更昂贵，因此高性能和更长的寿命的Zenaji LTO电池的成本明显更高。然而，正如我们的每千瓦时成本对比图所强调的那样，LTO电池更长的循环寿命意味着Zenaji电池可以每天多次充电或循环，即使在使用20多年后也不会有任何明显的退化或容量损失。

• 看到泽纳吉永旺A48-40电池规格

电池成本对比图

图表1:每千瓦时可用容量的前期成本

ITP可再生锂电池测试中心

国际旅游业伙伴关系可再生能源自2016年以来，堪培拉理工学院一直在进行电池性能测试。测试在气候控制的环境中进行，以加速方式模拟真实世界的条件。这些年来，测试得到了一些非常有趣的结果，但由于硬件和监控方面的一些问题，早期的结果并不是100%可靠。该中心正在测试许多世界领先的固定电池系统，包括本次审查中的几种电池。该结果每6个月发布一次，对于确定模拟现实世界条件下各种家用储能电池的寿命和性能至关重要。我们期待着下一组结果的公布。

查看最新消息ITP电池测试中心的结果在这里。

结论

基于纯粹是在成本上在10年的时间里，PylonTech、LG、PowerPlus和华为的电池都低于26摄氏度/千瓦时．然而，很明显，千瓦实验室和Zenaji电池以每千瓦时22美分的成本击败了其他电池。尽管如此，需要注意的是，这只是在每天两次充电循环的基础上计算的数字，并假设电池使用太阳能和低成本的非高峰电力充电。beplay全站App与LFP和NMC电池系统不同，千瓦实验室和Zenaji公司使用的LTO电池可以每天循环多次任何显著的能力退化或丧失。

超过十年，Zenaji永旺电池毫无疑问将超越竞争，因为更长的寿命LTO化学支持行业领先的20年保修。一般来说，只要保持规定的充放电率，LFP电池如果管理得当，与NMC电池相比，容量损失略低，寿命更长。然而，随着时间的推移，比亚迪和PylonTech的LFP电池预计会有更大的容量损失，因为允许非常高的放电和充电率，这可能会加速退化。有趣的是，根据ITP可再生能源的加速测试，旧的比亚迪电池表现出明显的退化，而PylonTech电池表现得非常好。

的Sonnen生态而且特斯拉Powerwall 2是唯一一种带有集成逆变器的电池，可以与现有的太阳能系统进行交流耦合。beplay全站App本次审查中的所有其他电池必须与兼容的混合动力或离网逆变器一起安装，这将增加前期安装成本和每千瓦时运营数字的成本。特斯拉最近的价格上涨推动了Powerwall 2运行成本远高于所有其他品牌，尽管Powerwall仍然是唯一一款除内置电池逆变器外还带有液冷系统的电池。

需要注意的是，这里使用了几个假设，真实情况下的真实性能可能会有所不同。此外，这种比较主要集中在用于小于20kWh容量的住宅应用的较小容量(混合)系统上。

电池功率输出对比

LG、Sonnen和华为等部分锂电池的持续功率输出在一定程度上受限于上图所示的电量，尽管增加了多少个电池模块。虽然这里显示的大多数其他品牌，多个电池模块可以并联连接在一起，以提供更大的功率输出。SimpliPhi、Powerplus、比亚迪、千瓦和Zenaji电池都是完全可扩展的，可以使用更多的电池提供更大的功率，然而，它们将受到用于操作电池系统的逆变器的限制。对于大多数住宅应用，特斯拉和LG电池的5kW连续输出绰绰有余。

一般来说，对于更高容量的电池系统(超过20kWh)和5kW以上的大功率输出系统，SimpliPhi，比亚迪，Pylontech或Powerplus将是最佳选择。如果需要高浪涌功率或快速充电，那么千瓦实验室或Zenaji LTO电池是目前为止最好的选择。在功率输出方面，由于固定的逆变器尺寸，Sonnen ECO的最大连续输出为3.3kW。

电池效率

的往返效率是指在使用过程中的充放电效率或损耗。不幸的是，根据物理定律，能量从一种形式转移到另一种形式会导致一些损失，以铅酸为例，这种损失通常高达20%。现代锂电池可以以低至2%的损耗实现极高的效率，随着时间的推移，这意味着性能和投资回报率要高得多。

逆变器的兼容性

除了每千瓦时的成本之外，在选择电池存储系统时，还有许多重要的因素需要考虑，例如与电池的兼容性混合动力或离网逆变器和适应现有的太阳能设置(如果安装)。beplay全站AppPowerwall 2和Sonnen ECOAC-coupled电池非常灵活，无论现有的太阳能逆变器型号或品牌如何，都可以添加到大多数新的或现有的太阳能系统中。beplay全站App

LG RESU, PylonTech和比亚迪电池是“托管”直流耦合电池系统，并与许多著名的混合逆变器兼容。LG RESU 48V电池兼容许多领先的混合动力和离网逆变器品牌，包括Selectronic， Solax, Sungrow, Schneider Electric, GoodWe, Redback和Victron能源．的比亚迪范围高压和低压电池也兼容大量的混合和离网逆变器，包括Victron, Fronius, SMA, Solax, selelectronic，而且Goodwe．

PylonTech还兼容许多领先的混合逆变器，包括Redback, Solax, Victron和Imeon。请参阅这里的全混合/离网逆变器的详细信息和评论。因此，建议使用已知兼容的混合套件(电池和逆变器组合)。一些例子是:

• 人民币的技术和PylonTech

• 电子SP PROPowerplus、比亚迪、PylonTech、Zenaji或SimpliPhi

• SMA阳光岛LG、比亚迪或SimpliPhi

• Victron能源和PylonTech, Powerplus，比亚迪，GenZ或SimpliPhi PHI

离网系统的锂电池

美国制造的SimpliPhi PHI和澳大利亚GenZ或PowerPlus能源锂LFP电池自我管理并且是少数几个可以与领先的离网逆变器一起运行的“插入式”替代锂电池。Zenaji和千瓦实验室的自主管理钛酸锂电池也可以在离网系统中工作得很好，但逆变器必须与这些特定电池更宽的工作电压范围兼容。所有这些自我管理可扩展电池能够轻松连接，为较大的离网系统提供足够的存储容量和连续/峰值功率输出，从10kWh到200kWh或更多。

特斯拉Powerwall 2和Sonnen ECO交流电池系统不是专门为离网使用而设计的，因为内置(无变压器)逆变器不能处理非常高的浪涌负载，并且不包含任何备份(黑启动)功能。然而，当至少2个Powerwall单元并联安装时，特斯拉Powerwall 2被认证为离网使用。

据我们所知，SimpliPhi PHI, GenZ, PowerPlus Energy，千瓦实验室天狼星和Zenaji Aeon是唯一经过认证的离网安装锂电池，当与高端离网逆变器使用时，如电子SP PRO．有关更多信息，请参阅我们的技术指南选择离网或混合逆变器。

注意:一些离网逆变器被优化为铅酸电池充电，一些缺乏必要的通信(CANbus)来监控锂电池管理系统(BMS)。这就是自我管理锂电池是一个真正的奖金，只要电池逆变器充电器设置可以调整，以适应锂电池的充电参数。

另外，请参阅我们的最好的离网太阳能系统beplay全站App查看更详细的离网电池细节。

电池回收和可持续性

随着世界各地电池安装数量的不断增加，一旦电池达到使用寿命的终点，就不可避免地出现了回收电池的问题。就铅酸电池而言，这不是一个问题，因为大多数国家已经建立了基础设施和回收收集中心，使铅、塑料和电解质能够相对容易地提取和回收。事实上，大约96%的铅酸电池被回收。

锂电池更难回收利用。然而，近年来，各个小组在开发专门用于复杂锂基电池的先进回收技术方面取得了一些突破。有一个新兴的电池回收行业在澳大利亚概述了这一点文章．在北美，美国锰业公司是世界各地开发锂电池回收设施的众多公司之一。还有一些独特的电池回收方法被开发为简单地提取化合物(电池元素)，以制造新电池。

在澳大利亚，领先的科学组织CSIRO正在致力于开发新的创新工艺，从旧电池中回收金属，重新用于新电池的制造，以及开发易于回收的新电池技术。点击这里阅读更多关于CSIRO的工作。

在所有可用的锂电池化学物质中，磷酸铁锂(LFP)电池毒性最小，因为它们不含钴。LFP电池也被认为是最安全的化学物质，寿命最长，如果损坏或过热，热失控的风险最低。

在家庭中重复使用旧的电动汽车电池

在电动汽车方面，这家澳大利亚初创公司Relectrify已经开发出一种聪明的方法来延长电动汽车电池的寿命，将它们重新组装成一个固定的单元，供家庭和企业使用。由于大多数电动汽车电池在寿命结束时仍有60%或更多的保留容量，这将使旧锂电池获得新的生命，可以额外延长10年或更长时间的使用。

由于大多数用于储能的锂电池仍在使用中，因此在未来5-10年内电池寿命结束之前，没有真正的回收动力。回收的困难在于正在制造的复杂的锂化学物质，其中有几种变化。一些电池是粉末状的，另一些则涂在金属箔上，所有这些都必须分离。目前，最安全的锂的组合是磷酸铁锂(LiFePO4或简称LFP)其中一种锂电池更容易回收．锂电池也要小得多，通常包含电子管理系统和热传感器，这些也需要拆卸。锂矿的储量仍然丰富，但资源是有限的，因此这将促使人们开发更多回收锂电池的方法，因为随着需求的增加，原材料成本无疑会上升。

以前的电池对比图供参考

修订历史

本文首次发布于2015年11月，后续更新如下。

• 更新1 - 2016年5月-价格下调和规格变更

• 更新2 - 2016年8月- Powerwall 1保修和LG chem规格更新。每千瓦时成本比较现在包括电池效率。

• 更新3 - 2016年10月-新款LG化学RESU，新的定价和保修。

• 更新4 - 2016年11月-特斯拉Powerwall 2宣布，产能翻倍。

• 更新5 - 2017年2月-Powerwall 2定价和规格

• 更新6 -2017年3月-新的PylonTech电池型号US2000，是Extra2000

• 更新7 - 2018年5月-价格更新(特斯拉和LG)增加了Simpliphi和Sonnen。

• 更新8 - 2018年6月-增加电池容量损失寿命。更新电池效率规格，包括逆变器损耗。

• 更新9 - 2018年11月——LG降价，特斯拉涨价。增加了比亚迪电池。

• 2019年8月10日更新-价格调整和更新图表。

• 2019年10月11日更新- ITP测试中心用于估计和调整电池寿命的结果。

• 2020年11月12日更新-价格调整和更新图表。

• 更新13 - 2021年8月-拆除铅酸电池。增加了Powerplus ECO，华为，千瓦实验室的超级电容器，泽纳吉永旺LTO。更新比亚迪和PylonTech电池。

• 更新14 - 2022年10月-更新价格，特别是2022年特斯拉Powerwall价格大幅上涨。

〇作者简介杰森Svarc是CEC认证的电池存储系统设计师，已经建造和设计能源存储系统超过10年。在此期间，他还在斯威本大学(Tafe)教授CEC认证的离网设计和安装课程，并获得了构建可靠、高性能电池系统所需的丰富经验和知识。

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