为了实现到2050年达到净零碳排放的目标，人们比以往更加依赖电网。在电网出现波动时，固定储能系统能够随时随地提供来自可再生能源的电力，具有重要意义。
为了充分降低费用和对电网的依赖性，未来的节能建筑将逐渐转向整体电表后端（behind-the-meter）储能系统设计。这类系统能够整合电动汽车充电、光伏发电和建筑需求，利用可控负载现场发电和储能。
据外媒报道，作为美国能源部电表后端系统联盟（BTMS Consortium）的一部分，国家可再生能源实验室（NREL）的研究人员正在引领开发新型锂离子电池设计，以满足固定储能的特定要求。项目负责人Yeyoung Ha表示：“大家都很熟悉锂离子电池，但各类应用对电池的要求不同。此次研究着眼于如何利用电动汽车电池方面的研究进展，发展固定储能新应用。 ”
相较于典型的电动汽车，BTMS系统拥有不同的充放电模式。为了满足这些独特的要求，需要用到各类锂离子电池材料。在锂离子电池设计中，采用Li4Ti5O12（LTO）负极和LiMn2O4 （LMO）正极的设计，是很有前途的无稀缺材料（critical-material-free）候选电池，能够提供BTMS系统所需的安全性和长使用寿命。传统设计中的电芯，能量密度相对较低。在这项新研究中，NREL深入探讨在固定储能应用中使用LTO/LMO电池电芯的前景和局限性。
该项目评估在不同电极负载下LTO/LMO电芯对温度的依赖性。研究人员发现，在电池设计中使用较厚的电极，可以提高电芯性能和能量密度，同时从整体上降低电芯成本。但是，使用较厚的电极，离子需要通过的路径更长，从而限制了电极的使用。调整温度，可以缓解负面影响，但也可能出现别的问题。窍门在于设计一种能为固定应用提供最佳平衡的电池。研究人员表示：“这项研究旨在找到一个‘最佳点’，以利用电极负载和温度升高的优势，充分提升LTO/LMO电池电芯的性能。研究人员针对BTMS改良材料设计，将这种广为人知的电力化学转化为能源电芯。”
该团队通过电化学建模，模拟在不同温度和电极厚度下发生的反应，进一步验证其研究结果。该模型与实验结果保持一致，强调输送限制产生的影响，旨在找到提高电芯性能的策略。在放电过程中允许电池间歇休息，而不是像在电动汽车中那样完全放电，可以明显提升电极利用率。研究人员发现，这种脉冲放电方式，非常适合BTMS固定应用。这类应用只在有间歇性需求时使用电池，然后就过渡到休息阶段。
