“炙烤”中的大容量儲(chǔ)能電芯

　　編者按：為了找到一條可持續(xù)發(fā)展的道路，人類駕馭了風(fēng)、傍上了太陽。而儲(chǔ)能作為“電網(wǎng)上的大號(hào)充電寶”，讓電力電量實(shí)現(xiàn)跨時(shí)空的轉(zhuǎn)移，具有平滑新能源波動(dòng)、助力電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、實(shí)現(xiàn)負(fù)荷削峰填谷等多種功能。

　　2022年，是中國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)極不平凡的一年。新技術(shù)加速迭代，制造端大幅降本，市場(chǎng)端規(guī)模盛況空前，儲(chǔ)能政策逐步完善，資本市場(chǎng)日漸活躍，新的商業(yè)模式不斷涌現(xiàn)。

　　2023年，中國的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正在迎接一個(gè)更富想象力的時(shí)代。得益于產(chǎn)業(yè)鏈的聚集，我們?cè)谶@一場(chǎng)能源革命中取得了先發(fā)優(yōu)勢(shì)。從儲(chǔ)能電芯、Pack技術(shù)、直交流轉(zhuǎn)換技術(shù)到系統(tǒng)集成技術(shù)，一齊獲得飛速成長;鈉離子電池、液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能等新興技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)化，為新型儲(chǔ)能的藍(lán)圖增添色彩。

　　新一輪的拉力賽已然鳴槍，儲(chǔ)能老兵見證了行業(yè)春天的到來卻又慎言樂觀，新勢(shì)力們挺身而出意圖提前卡位。

　　21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道為此策劃推出“儲(chǔ)能大時(shí)代”系列報(bào)道。我們將拆解行業(yè)，梳理趨勢(shì)，試圖提供一種獨(dú)特的理解儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的視角，記錄儲(chǔ)能這條大賽道上的大機(jī)遇、大挑戰(zhàn)。本期，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者將關(guān)注大容量電芯的興起。

　　在今年4月初的第十一屆儲(chǔ)能國際峰會(huì)暨展覽會(huì)上，億緯儲(chǔ)能在其展臺(tái)發(fā)布了一款LF560K儲(chǔ)能專用電芯，這款容量達(dá)到560Ah的大鐵鋰電池單體便可儲(chǔ)存1.792kWh能量，即1.792度電。

　　僅僅過了一個(gè)月，在5月16日開幕的第十五屆深圳國際電池技術(shù)交流會(huì)(CIBF2023)上，雄韜股份展出了一款580Ah儲(chǔ)能電芯，循環(huán)次數(shù)可達(dá)10000次，一舉超過了億緯儲(chǔ)能的大鐵鋰產(chǎn)品，躍至儲(chǔ)能電芯容量排行榜榜首的位置。

　　諸如此類的競速追趕在儲(chǔ)能賽道上并不罕見，當(dāng)前，儲(chǔ)能專用的大容量電芯激戰(zhàn)正酣。

　　今年以來，十余家電池廠商推出了300Ah及以上的大容量儲(chǔ)能專用電芯。在容量之外，儲(chǔ)能鋰電池還在尺寸、工藝、循環(huán)次數(shù)和壽命間比拼拳腳。瑞浦蘭鈞、鵬輝能源、海辰儲(chǔ)能、遠(yuǎn)景動(dòng)力、南都電源、楚能新能源、海基新能源等在內(nèi)的電池企業(yè)均發(fā)布了超過300Ah容量的儲(chǔ)能專用的電芯產(chǎn)品。

　　爭議中的大鐵鋰

　　除了億緯鋰能和雄韜股份這兩款超過500Ah的儲(chǔ)能超大容量電芯是通過增大體積提高單體電芯容量，更多的電芯玩家仍是通過提升產(chǎn)品的體積能量密度提高競爭力。

　　就在580Ah電芯面世的同一天，中國科學(xué)院院士歐陽明高在CIBF2023大會(huì)上拋出了一個(gè)結(jié)論，隨著SOC(電池單元的充電狀態(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。因此300+Ah產(chǎn)品對(duì)于本體、過程和消防安全的要求更加突出。

　　他指出，一般認(rèn)為磷酸鐵鋰電池是比較安全的，本質(zhì)上對(duì)于小的磷酸鐵鋰電池的確是這樣。但是大的容量，像320Ah的電池，它的內(nèi)部溫度可以超過800度，這就超過了磷酸鐵鋰正極分解的溫度。在一般情況下正極磷酸鐵鋰在小安時(shí)是不分解的，所以熱失控不劇烈，但是大安時(shí)是可以引起分解的。而且它產(chǎn)生大量的可燃的電解液的蒸汽，這跟高鎳三元是不一樣的。

　　這無疑是對(duì)300+Ah賽道澆下的一盆涼水。

　　21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者在杭州舉辦的第十三屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)調(diào)研走訪中了解到，歐陽明高發(fā)表的上述結(jié)論對(duì)業(yè)內(nèi)推進(jìn)300Ah電芯確有影響，但業(yè)內(nèi)人士對(duì)其觀點(diǎn)也出現(xiàn)了分化。

　　某家企業(yè)的負(fù)責(zé)人向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者透露，此前該公司正在規(guī)劃開發(fā)375Ah及400Ah以上的大容量電芯。在論證和規(guī)劃即將投產(chǎn)階段，因?yàn)闅W陽明高的觀點(diǎn)，現(xiàn)又暫停推進(jìn)了大電芯的量產(chǎn)。

　　另有業(yè)內(nèi)人士向記者表示，“電池越做越大，失控風(fēng)險(xiǎn)肯定是越來越高的，不管三元電池還是鐵鋰電池，電池越往大做，它風(fēng)險(xiǎn)肯定是越高。最佳方法應(yīng)該是280Ah為鋰電池容量上限便可，再大容量的電池節(jié)省的空間不會(huì)多。”

　　不過，也有從事電芯研發(fā)的技術(shù)人士認(rèn)為，這一結(jié)論并沒有將磷酸鐵鋰電池和三元高鎳電池在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)下比較爆燃的危險(xiǎn)，只是就爆燃的結(jié)果比較兩者的危險(xiǎn)程度。

　　大容量電芯“秀肌肉”

　　盡管大容量電芯的熱管理難題牽動(dòng)行業(yè)各界，但另一邊，躋身300+Ah大容量電芯的企業(yè)隊(duì)伍還在壯大。

　　5月24日在上海開幕的SNEC展上，瑞浦蘭鈞發(fā)布了其320Ah和340Ah“問頂”電池儲(chǔ)能系列。據(jù)悉，“問頂”電池縮短極耳長度，改變其與轉(zhuǎn)接片的連接方式，采用一體化焊接技術(shù)，使得電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一體化的連接，把原有的頂部空間由15毫米縮減到了8毫米，使空間利用率提升7%以上。

　　瑞浦蘭鈞也明確了電池的量產(chǎn)進(jìn)度，公司表示，320Ah和340Ah“問頂”電池儲(chǔ)能系列實(shí)現(xiàn)尺寸全面兼容，并將于2023年第三和第四季度正式開售。

　　國軒高科在2022年度報(bào)告中透露，儲(chǔ)能萬次循環(huán)壽命 300Ah 電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);遠(yuǎn)景動(dòng)力已實(shí)現(xiàn)305Ah儲(chǔ)能電芯規(guī)模化量產(chǎn)交付。蜂巢智儲(chǔ)325Ah儲(chǔ)能電芯將在2023年下半年交付，億緯鋰能LF560K儲(chǔ)能電芯，預(yù)計(jì)在2024年第二季度開啟全球交付，計(jì)劃于2025年實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池100GWh產(chǎn)能規(guī)模。

　　一家儲(chǔ)能企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴記者，各家廠商發(fā)布的儲(chǔ)能電芯產(chǎn)品的容量不斷增加，其實(shí)還是存在一個(gè)市場(chǎng)慣性。大家都認(rèn)為，能量密度的增加是技術(shù)實(shí)力的體現(xiàn)。

　　另一方面，電芯容量增加會(huì)降低生產(chǎn)制造的成本。投入相同的人力、能耗，在原材料略微增加的情況下，產(chǎn)出的單位安時(shí)數(shù)得到增加;而廠房設(shè)備折舊是等固定成本不變的情況下，產(chǎn)品的單位成本得以下降。“單位成本下降以后，市場(chǎng)競爭力就會(huì)更強(qiáng)。”上述負(fù)責(zé)人告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者。

　　尋找新方向

　　廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司董事長姜新宇也在第十三屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)的開幕式上對(duì)電芯產(chǎn)品升級(jí)過快提出了質(zhì)疑，現(xiàn)在做280Ah的電芯甚至更大以后，其實(shí)犧牲的是電芯的工作溫度和特性——電芯越大溫度越高、壽命越短。

　　他還指出，2021年以前，大部分的廠家還是在推280Ah的樣品。但是2023年，大家發(fā)現(xiàn)2021年的產(chǎn)品已經(jīng)過時(shí)了。那么未來兩年、三年之后，這些現(xiàn)存的儲(chǔ)能電站還能不能找到匹配的電芯?找不到電芯之后，這么多電池倉、電池架如何替換，更不要說5年以后的產(chǎn)品格局了。

　　不過，高工產(chǎn)研新能源研究所GGII則認(rèn)為，盡管大部分企業(yè)都在推300+Ah電芯產(chǎn)品，但對(duì)比280Ah產(chǎn)品，300+Ah電芯在安全、性能和成本等方面，優(yōu)勢(shì)并不明顯。

　　值得一提的是，在電芯的研究方向上，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者注意到，除了電芯的容量和密度，也有電池廠商提出了新的儲(chǔ)能電芯產(chǎn)品研發(fā)方向。

　　寧德時(shí)代在SNEC展上發(fā)布了零輔源光儲(chǔ)融合解決方案，通過自研的光儲(chǔ)變流器，配合高溫電芯技術(shù)和先進(jìn)的自加熱技術(shù)，可以擺脫了傳統(tǒng)儲(chǔ)能解決方案對(duì)冷卻系統(tǒng)及其輔助電源的依賴，光與儲(chǔ)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)功率控制響應(yīng)，同時(shí)充放電效率提升10%。

　　這之中，寧德時(shí)代的電芯升級(jí)方向是調(diào)整電芯的最佳運(yùn)行溫度。

　　憑借耐高溫石墨負(fù)極材料和特制電解液，該電芯在超過35℃的條件下依然保持良好的衰減特性，無需冷卻系統(tǒng)及外部輔助電源優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行性能及效率，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。同時(shí)，區(qū)別于傳統(tǒng)的外部加熱方式，該電芯通過先進(jìn)的自加熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)均勻加熱，杜絕熱傳遞損失，進(jìn)一步提高光儲(chǔ)系統(tǒng)綜合效率和穩(wěn)定性。

　　天合儲(chǔ)能產(chǎn)品研究院院長楊凱也在同期在杭州舉辦的儲(chǔ)能展會(huì)上提出了無空調(diào)、無PACK儲(chǔ)能系統(tǒng)的新思路。他認(rèn)為，這種方案一方面降低前期購置成本，另一方面節(jié)省長周期下的運(yùn)行維護(hù)成本。另外為確保儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的安全、實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的可靠熱管理，將從材料選擇和制作工藝上精進(jìn)突破，自主研發(fā)高溫鋰電，實(shí)現(xiàn)在45度的時(shí)候依舊保證高安全性、高循環(huán)效率與高轉(zhuǎn)化效率，加速液冷產(chǎn)品線和儲(chǔ)能系統(tǒng)的降本升級(jí)。

　　來源：21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道　作者：費(fèi)心懿