儲能電池容量向上已經(jīng)成為一種趨勢。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大電芯時代來臨
目前,國內(nèi)300Ah+儲能電芯已成主流。與此同時,頭部電池企業(yè)已開啟500Ah+電芯賽道的競逐。
在第12屆儲能國際峰會暨展覽會(ESIE 2024)上,天弋能源攜發(fā)布了專為4-8小時長時儲能市場打造了630Ah長時儲能電芯。
4月11日,南都電源發(fā)布690Ah超大容量儲能專用電池。這是南都電源在鋰電儲能大電池時代,突破當前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。
億緯鋰能于2024年1月發(fā)布628Ah儲能大電芯,并在ESIE 2024展出。此前2022年10月億緯鋰能已發(fā)布儲能電池LF560K。
4月11日,蜂巢能源L500-730Ah儲能電芯則在L500-350Ah儲能電芯的基礎上,尺寸加厚,容量加倍,能量密度達到420Wh/L,循環(huán)壽命超11000次。
2023年12月,海辰儲能發(fā)布全球首發(fā)長時儲能專用電池MIC 1130Ah,這是為專為4-8小時長時儲能市場打造的千安時級超大容量電池。
在ESIE 2024展會期間,天合儲能在宣布確定了500Ah+的技術(shù)路線。
據(jù)了解寧德時代發(fā)布6.25MWh天恒儲能系統(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能系統(tǒng),這也助推儲能系統(tǒng)進入6MWh時代。
降本增效 大電芯是行業(yè)發(fā)展趨勢
驅(qū)動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)略目標推動下,儲能產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。隨著儲能應用場景的深拓,儲能專用電芯開發(fā)日益迫切。受下游儲能場景驅(qū)動,儲能電站規(guī)模正從MWh向GWh級別躍進,未來還將步入更大量級,這對電芯容量做大提出了更高要求。
另一方面,2023年,受原材料價格大幅下滑影響,儲能電芯價格一路震蕩下滑。CNESA數(shù)據(jù)顯示,2023年儲能電芯平均價格從年初的0.9元/Wh—1.0元/Wh下降至年末的0.4元/Wh—0.5元/Wh,使得儲能企業(yè)降本訴求迫切。
此外,大電芯本身具有降本優(yōu)勢。由于電池容量變得更大,系統(tǒng)集成時使用的電池數(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成本。因此大電芯對儲能項目具有顯著的降本作用,提升儲能項目經(jīng)濟性,是幫助企業(yè)降本增效的重要途徑。
南都電源690Ah電池實現(xiàn)了電池層級綜合成本降低10%以上,PACK和系統(tǒng)層級降本超過25%,集成效率提高75%,制造效率提升22%。
天弋能源630Ah長時儲能電芯可降低系統(tǒng)總成本10%,單體電池可儲存2016Wh能量,循環(huán)壽命超過10000次,能量效率大于96%,滿足儲能市場高經(jīng)濟性需求。
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營成本360萬元。
相較于采用280Ah系統(tǒng)產(chǎn)品,海辰儲能MIC1130Ah的電池單Wh成本降低15%,體積能量密度提升15%達到400Wh/L,能幫助儲能直流側(cè)儲能系統(tǒng)降本25%。
需要注意的是,500Ah+大容量電芯涉及到材料、電池設計和制造的復雜問題;超大容量電芯的量產(chǎn),對電芯公司在研發(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
隨著儲能進入規(guī)?;l(fā)展階段,從動力電池衍生而來的儲能電芯就71173尺寸、280Ah達成了統(tǒng)一戰(zhàn)線。然而,在降本增效的需求下,如今的儲能電芯開始卷向500+Ah。不過,在電芯向大的同時,更大容量電芯帶來的安全考驗以及尺寸統(tǒng)一等問題同樣引起關(guān)注。
中國科學院院士歐陽明高曾表示,300Ah+磷酸鐵鋰儲能電芯在本征安全方面,實際是比較危險的。大容量電池內(nèi)部溫度可以達到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熱失控產(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。相較于動力電芯,儲能電芯更強調(diào)安全性。國標里對動力電池是允許發(fā)生熱失控事件的,只要留足了足夠的逃生時間。但儲能一旦發(fā)生了事件,對業(yè)主可能會造成極大的損失。
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)部散熱會成為一個制約它發(fā)展的非常瓶頸的因素。
天合儲能表示,所謂“大”只是一個發(fā)展方向,并非無止境地發(fā)展。“大”不能單純認為是電芯的外形尺寸的擴大,而是在合理范圍之內(nèi),充分利用體積比能量密度的提升,實現(xiàn)多重利益、多重維度的“大”。
在現(xiàn)階段可以從兩個方面提升單體容量、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計,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,其實更有助于實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)、降低儲能成本,因而行業(yè)亟需推出統(tǒng)一的行業(yè)標準,防止劣幣驅(qū)除良幣。
業(yè)內(nèi)人士認為,隨著行業(yè)的發(fā)展,未來大容量儲能電芯必然會逐漸實現(xiàn)標準化,會有一種新的、更為適合儲能使用的電芯標準替代目前的71173結(jié)構(gòu)框架。至于未來主流電芯的容量是多大,標準尺寸是多少,就有待市場和時間給出答案了。