儲(chǔ)能電池容量向上已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。繼280Ah之后,314Ah電芯逐漸成為主流。而在ESIE 2024上,頭部電池企業(yè)紛紛推出500Ah+。但是現(xiàn)階段來說,大電芯成本究竟降了還是升了,還有待考證。
向大而行 500+Ah大電芯時(shí)代來臨
目前,國內(nèi)300Ah+儲(chǔ)能電芯已成主流。與此同時(shí),頭部電池企業(yè)已開啟500Ah+電芯賽道的競逐。
在第12屆儲(chǔ)能國際峰會(huì)暨展覽會(huì)(ESIE 2024)上,天弋能源攜發(fā)布了專為4-8小時(shí)長時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)打造了630Ah長時(shí)儲(chǔ)能電芯。
4月11日,南都電源發(fā)布690Ah超大容量儲(chǔ)能專用電池。這是南都電源在鋰電儲(chǔ)能大電池時(shí)代,突破當(dāng)前280/314Ah電池尺寸規(guī)格,將單體電池容量大幅提升的重要技術(shù)升級(jí)。
億緯鋰能于2024年1月發(fā)布628Ah儲(chǔ)能大電芯,并在ESIE 2024展出。此前2022年10月億緯鋰能已發(fā)布儲(chǔ)能電池LF560K。
4月11日,蜂巢能源L500-730Ah儲(chǔ)能電芯則在L500-350Ah儲(chǔ)能電芯的基礎(chǔ)上,尺寸加厚,容量加倍,能量密度達(dá)到420Wh/L,循環(huán)壽命超11000次。
2023年12月,海辰儲(chǔ)能發(fā)布全球首發(fā)長時(shí)儲(chǔ)能專用電池MIC 1130Ah,這是為專為4-8小時(shí)長時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)打造的千安時(shí)級(jí)超大容量電池。
在ESIE 2024展會(huì)期間,天合儲(chǔ)能在宣布確定了500Ah+的技術(shù)路線。
據(jù)了解寧德時(shí)代發(fā)布6.25MWh天恒儲(chǔ)能系統(tǒng),匹配的是587Ah 電芯。
值得一提的是電池企業(yè)還發(fā)布了與大容量電芯匹配的儲(chǔ)能系統(tǒng),這也助推儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)入6MWh時(shí)代。
降本增效 大電芯是行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)
驅(qū)動(dòng)電芯不斷增大的主因是降本增效。
一方面,近年來,在國家雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)推動(dòng)下,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。隨著儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的深拓,儲(chǔ)能專用電芯開發(fā)日益迫切。受下游儲(chǔ)能場(chǎng)景驅(qū)動(dòng),儲(chǔ)能電站規(guī)模正從MWh向GWh級(jí)別躍進(jìn),未來還將步入更大量級(jí),這對(duì)電芯容量做大提出了更高要求。
另一方面,2023年,受原材料價(jià)格大幅下滑影響,儲(chǔ)能電芯價(jià)格一路震蕩下滑。CNESA數(shù)據(jù)顯示,2023年儲(chǔ)能電芯平均價(jià)格從年初的0.9元/Wh—1.0元/Wh下降至年末的0.4元/Wh—0.5元/Wh,使得儲(chǔ)能企業(yè)降本訴求迫切。
此外,大電芯本身具有降本優(yōu)勢(shì)。由于電池容量變得更大,系統(tǒng)集成時(shí)使用的電池?cái)?shù)量和零部件數(shù)量更少、效率更高,還可以大幅降低系統(tǒng)集成難度及售后維護(hù)成本。因此大電芯對(duì)儲(chǔ)能項(xiàng)目具有顯著的降本作用,提升儲(chǔ)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性,是幫助企業(yè)降本增效的重要途徑。
南都電源690Ah電池實(shí)現(xiàn)了電池層級(jí)綜合成本降低10%以上,PACK和系統(tǒng)層級(jí)降本超過25%,集成效率提高75%,制造效率提升22%。
天弋能源630Ah長時(shí)儲(chǔ)能電芯可降低系統(tǒng)總成本10%,單體電池可儲(chǔ)存2016Wh能量,循環(huán)壽命超過10000次,能量效率大于96%,滿足儲(chǔ)能市場(chǎng)高經(jīng)濟(jì)性需求。
億緯鋰能628電芯和系統(tǒng)能效雙升1%降低客戶全生命周期運(yùn)營成本360萬元。
相較于采用280Ah系統(tǒng)產(chǎn)品,海辰儲(chǔ)能MIC1130Ah的電池單Wh成本降低15%,體積能量密度提升15%達(dá)到400Wh/L,能幫助儲(chǔ)能直流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)降本25%。
需要注意的是,500Ah+大容量電芯涉及到材料、電池設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜問題;超大容量電芯的量產(chǎn),對(duì)電芯公司在研發(fā)、制造等方面的能力要求更高,因此,大容量電芯存在的技術(shù)壁壘,無疑會(huì)拉大電池廠商之間的差距。
不止于大 大電芯諸多問題待解
隨著儲(chǔ)能進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段,從動(dòng)力電池衍生而來的儲(chǔ)能電芯就71173尺寸、280Ah達(dá)成了統(tǒng)一戰(zhàn)線。然而,在降本增效的需求下,如今的儲(chǔ)能電芯開始卷向500+Ah。不過,在電芯向大的同時(shí),更大容量電芯帶來的安全考驗(yàn)以及尺寸統(tǒng)一等問題同樣引起關(guān)注。
中國科學(xué)院院士歐陽明高曾表示,300Ah+磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電芯在本征安全方面,實(shí)際是比較危險(xiǎn)的。大容量電池內(nèi)部溫度可以達(dá)到700到900度,超過了磷酸鐵鋰正極分解的溫度500度。此外隨著電池單元充電狀態(tài)的增加,大容量磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э禺a(chǎn)生的氫氣比例升高,燃爆指數(shù)是三元電池的兩倍。
安全是第一位的。相較于動(dòng)力電芯,儲(chǔ)能電芯更強(qiáng)調(diào)安全性。國標(biāo)里對(duì)動(dòng)力電池是允許發(fā)生熱失控事件的,只要留足了足夠的逃生時(shí)間。但儲(chǔ)能一旦發(fā)生了事件,對(duì)業(yè)主可能會(huì)造成極大的損失。
放大電芯尺寸只是提升單體容量、降低成本的途徑之一。值得注意的是,放大電芯尺寸,內(nèi)部散熱會(huì)成為一個(gè)制約它發(fā)展的非常瓶頸的因素。
天合儲(chǔ)能表示,所謂“大”只是一個(gè)發(fā)展方向,并非無止境地發(fā)展。“大”不能單純認(rèn)為是電芯的外形尺寸的擴(kuò)大,而是在合理范圍之內(nèi),充分利用體積比能量密度的提升,實(shí)現(xiàn)多重利益、多重維度的“大”。
在現(xiàn)階段可以從兩個(gè)方面提升單體容量、降低成本。一是在現(xiàn)有71173結(jié)構(gòu)框架下,提升單體能量密度,上限就是340-350Ah。另一方面就是通過外形尺寸重新設(shè)計(jì),提升單體容量。目前500+Ah電芯容量、尺寸參差不齊,但是從行業(yè)整體發(fā)展來講,減少產(chǎn)品分類、種類,其實(shí)更有助于實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)、降低儲(chǔ)能成本,因而行業(yè)亟需推出統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),防止劣幣驅(qū)除良幣。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,隨著行業(yè)的發(fā)展,未來大容量儲(chǔ)能電芯必然會(huì)逐漸實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,會(huì)有一種新的、更為適合儲(chǔ)能使用的電芯標(biāo)準(zhǔn)替代目前的71173結(jié)構(gòu)框架。至于未來主流電芯的容量是多大,標(biāo)準(zhǔn)尺寸是多少,就有待市場(chǎng)和時(shí)間給出答案了。