儲能電芯發(fā)展四大趨勢

　　當前，中國已成為全球儲能電池的主要供給地區(qū)，中國企業(yè)已經(jīng)成為全球儲能電池“中流砥柱”。

　　過去幾年，全球儲能電池的市場格局發(fā)生巨變，中國電池企業(yè)逐漸“擊敗”韓國系電池企業(yè)，一躍成為全球主要供給方?；诖税l(fā)展趨勢，預(yù)計未來兩年，中國電池企業(yè)的出貨量與海外品牌之間的差距持續(xù)拉大。

　　值得一提的是，行業(yè)參與者主要是動力電池廠，寧德時代、比亞迪處于領(lǐng)先地位，行業(yè)頭部效應(yīng)明顯。儲能電芯梯隊正在加速形成，其中不乏新入場的成長性企業(yè)。比如瑞浦蘭鈞、海辰儲能等均在儲能賽道表現(xiàn)不俗。

　　除了加速卡位的全球競爭格局，電芯容量正從280Ah向300Ah甚至更高進行迭代。

　　從需求端來看，280Ah大容量電芯的滲透率已經(jīng)超過一半。部分業(yè)主對300Ah大電芯的關(guān)注度快速上升，華能、中國能建等業(yè)主方在其最新儲能電池招標中均要求單體容量不低于280Ah。高工儲能獲悉，海辰儲能320Ah儲能電芯、國軒高科300Ah儲能電芯等已經(jīng)相繼獲得訂單。

　　從供給側(cè)來看，國內(nèi)已有海辰儲能、天合儲能、遠景動力、鵬輝能源、瑞浦蘭鈞、?；履茉?、億緯鋰能、楚能新能源、蜂巢智儲、國軒高科、比亞迪等超10家電芯企業(yè)推出300Ah及以上電池產(chǎn)品。

　　此外，基于儲能運用場景，儲能電芯還在循環(huán)次數(shù)、尺寸、制造工藝等持續(xù)“拉鋸”，基于儲能運用場景的專用電池“呼之欲出”。

　　容量向上 量產(chǎn)比拼

　　億緯儲能自去年對外發(fā)布了560Ah儲能電池---LF560K,電池容量為560Ah，兩倍于LF280K，單電池能量達1.792kWh，被稱為迄今為止容量最大的儲能電芯。

　　億緯儲能相關(guān)人士表示，LF560K 是280Ah方形電芯常見尺寸的整整兩倍，相當于兩顆280Ah電芯橫向并列放置，電芯單體重量達10.95kg。

　　除了億緯鋰能外，海辰儲能、天合儲能、遠景動力、鵬輝能源、海基新能源、瑞浦蘭鈞、楚能新能源、蜂巢智儲、國軒高科、比亞迪、南都電源等十余家電芯企業(yè)已經(jīng)相繼發(fā)布300Ah及以上容量電芯產(chǎn)品。

　　容量向上的同時，300Ah及以上容量電芯也陸續(xù)開啟量產(chǎn)交付。國軒高科近日在2022年財報中透露，儲能萬次循環(huán)壽命 300Ah 電池已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。瑞浦蘭鈞320Ah儲能電芯將于2023Q3量產(chǎn);蜂巢智儲325Ah儲能電芯將在2023H2交付;南都電源305Ah儲能電芯將在2023實現(xiàn)量產(chǎn)。

　　值得一提的是，遠景動力已經(jīng)過去兩年里實現(xiàn)了305Ah儲能電芯規(guī)模化量產(chǎn)交付，并于最近發(fā)布了315Ah儲能電芯。“過去兩年，遠景動力的儲能電芯已經(jīng)在國內(nèi)外市場完成從0到1的產(chǎn)品驗證、市場驗證、客戶驗證，從2023年開始，將進入更大規(guī)模的交付階段。”遠景動力儲能銷售負責人徐有斌介紹，預(yù)計2023年，儲能電池的交付量將超過15GWh。

　　今年年初，億緯鋰能位于湖北荊門將量產(chǎn)LF560K儲能“超級工廠”正式動工，年產(chǎn)能將達60GWh，斥資108億元。此外，LF 560k超級工廠已在云南、青海等地建設(shè)，預(yù)計2024年Q2開啟全球交付，計劃于2025年實現(xiàn)儲能電池100GWh產(chǎn)能規(guī)模。

　　而儲能大容量電芯量產(chǎn)競速外，眾多廠商在電芯性能進行了突破。

　　遠景動力315Ah產(chǎn)品在尺寸不變的基礎(chǔ)上，較上一代產(chǎn)品能量密度提升了11%，實現(xiàn)“單顆電芯一度電”，同時循環(huán)壽命高達12000次，滿足一天一次充放電25年安全可靠的運行要求。

　　海辰儲能320Ah新一代電力儲能專用電池，在電芯成本，系統(tǒng)成本，整箱標配等多維度上更適配電力儲能市場應(yīng)用發(fā)展模式。

　　鵬輝能源320Ah儲能電芯，相較于前一代電芯產(chǎn)品，單體容量提升幅度14%，在同尺寸產(chǎn)品中系統(tǒng)能量提升14%，其循環(huán)壽命>8000次，使用壽命超20年。同時，在低溫能力上表現(xiàn)優(yōu)秀，可滿足-40℃存儲和-30℃放電。

　　天合儲能306Ah儲能電芯以“三減一補一智造”的創(chuàng)新技術(shù)，實現(xiàn)12000次循環(huán)壽命的突破。

　　高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)認為，作為280Ah的首創(chuàng)者和領(lǐng)先者，截止2023Q1寧德時代尚未發(fā)布新的300Ah及以上容量電芯產(chǎn)品，某種意義上來說，300Ah+的產(chǎn)品是電芯友商用來與寧德時代差異化競爭的產(chǎn)品。

　　疊片/卷繞之爭

　　疊片工藝在300Ah以及以上容量電芯加速滲透。例如，億緯儲能推出的LF560K疊片電芯;蜂巢智儲推出了325Ah儲能疊片電芯;?；履茉赐瞥龅?75Ah大容量儲能電芯采用疊片式卷繞工藝;南都電源305Ah儲能電芯采用四卷芯疊片工藝。

　　據(jù)介紹，億緯鋰能3.0堆疊技術(shù)可實現(xiàn)0.2S/PCS的疊片速率，單臺疊片設(shè)備產(chǎn)能1.3GWh。這使得后續(xù)儲能電池超級工廠建設(shè)，單線產(chǎn)能達10GWh，工廠總產(chǎn)能40GWh。規(guī)模效益和技術(shù)創(chuàng)新推動降本，工廠單GWh投資額降低38%，能耗降低20%，人員投入減少30%。

　　基于儲能產(chǎn)品在更安全、更長循環(huán)壽命、更穩(wěn)定、更低全生命周期成本等方面的核心訴求，蜂巢能源325Ah儲能電池正是憑借 “飛疊”技術(shù)，并基于短刀電芯結(jié)構(gòu)打造的。

　　從技術(shù)分析來看，疊片技術(shù)全模切極耳數(shù)量變?yōu)閮杀?，可解決電子電導(dǎo)的集流問題疊片取代卷繞，單極片長度縮短100倍，電芯生產(chǎn)總良率提升3%。此外，疊片技術(shù)可實現(xiàn)系統(tǒng)簡化，Pack零部件數(shù)量減少，生產(chǎn)效率提高，電池集成度提升。

　　不過，亦有眾多采用卷繞工藝生產(chǎn)超300Ah容量電芯的廠商。鵬輝能源發(fā)布的320Ah卷繞工藝儲能電芯，在電芯升級方向進行了突破。鵬輝能源透露其采用了獨家電解液設(shè)計配方和工藝，有效降低成膜內(nèi)阻，并實現(xiàn)極耳結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化，卷芯空間利用率提升1%。

　　可以預(yù)見的是，基于制造工藝，疊片、卷繞正在300Ah以上電芯形成競爭之勢。

　　尺寸之論

　　值得一提的是，當前300Ah及以上容量儲能電芯除了在容量、制造等實現(xiàn)差異外，尺寸上亦有參差。

　　一派是沿用280Ah尺寸。比如海辰儲能發(fā)布的320Ah的電芯仍然沿用了其280Ah電芯的“71173”的尺寸。南都電源、遠景動力、鵬輝能源推出的容量在280Ah至320Ah范圍內(nèi)的方形儲能電芯的尺寸長寬高亦與該尺寸接近。

　　另一派則是自由尺寸。除了尺寸差異較大的比亞迪刀片電池外，不同的還有國軒高科的300Ah電芯、?；履茉赐瞥龅?75Ah電芯。海基新能源公布的參數(shù)稱，產(chǎn)品散熱面積提升了106%，無需液冷設(shè)計，傳統(tǒng)的強制風冷即可滿足使用需求。

　　業(yè)內(nèi)人士指出，電芯尺寸的統(tǒng)一是由市場競爭形成。例如動力系中大圓柱電池也并非一蹴而就的，之所以能形成21700和46系等電池尺寸是因為被市場所選擇，通過市場競爭所形成的。

　　也有專家提出，尺寸不是由系統(tǒng)來定義，也不是又電芯廠來定義。假如某一款電芯搭載的系統(tǒng)能夠做到成本降低顯著，那么該尺寸必將成為主流?，F(xiàn)如今的情況是，系統(tǒng)集成商為了不相上下的成本優(yōu)勢，向其他尺寸電芯變更的可能性不大。

　　亦有系統(tǒng)集成商表示，即便是280Ah與300Ah同尺寸，整個系統(tǒng)是需要重新設(shè)計的。

　　當前除了比亞迪刀片電池，利用自身系統(tǒng)搭載自身電芯產(chǎn)品，不對外售出儲能電池外;其余絕大部分電芯廠家仍是以電芯出貨為主要業(yè)務(wù)。

　　不過電芯廠家普遍反饋，使用300Ah及更大容量儲能電芯，可使20尺液冷集裝箱升級至5MWh+柜體，系統(tǒng)成本降低10%以上，同時5MWh+柜體可降低系統(tǒng)項目超10%的集裝箱量。

　　經(jīng)濟性呼呼長循環(huán)

　　儲能電池更長的循環(huán)壽命，就意味著更低的全生命周期度電成本。

　　數(shù)據(jù)顯示，當儲能電池循環(huán)壽命提升到10000次，儲能成本將降至1000元/ kWh以下，扣除充放電損耗和折舊，度電成本將低于0.16元。顯而易見的是，電池使用壽命的增加，可以帶來儲能系統(tǒng)在全生命周期度電成本的降低。

　　正是圍繞于市場的核心需求點，儲能電池企業(yè)都在加大投入開發(fā)循環(huán)壽命更長的電芯，不少企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出循環(huán)壽命10000次甚至12000次的儲能電芯。比如海辰儲能、遠景動力、楚能新能源、天合儲能和南都電源相繼推出了12000次循環(huán)壽命的儲能產(chǎn)品。

　　業(yè)內(nèi)人士分析，儲能若實現(xiàn)長循環(huán)18000次，一天兩次循環(huán)的情況下可用25年，與光伏同壽命。比如億緯鋰能LF560K儲能電芯，便致力于電芯和系統(tǒng)成本雙降。億緯鋰能對外表示，LF560K配套儲能電站后，運營成本較常規(guī)的抽水蓄能電站更低，可滿足儲能市場大規(guī)模、高經(jīng)濟性需求。

　　面向快速向前的儲能產(chǎn)業(yè)，大幅提高電芯壽命已成為行業(yè)重要發(fā)展方向。

　　文章來源： 高工鋰電