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储能电芯赛道加速“独立”

作者:中国储能网新闻中心 来源:高工锂电 发布时间:2022-07-26 浏览:

中国储能网讯:近日的世界动力电池大会,广汽集团董事长曾庆洪一句“车企都在为宁德时代打工”引发行业热议。但过高锂价不仅成为电动汽车行业的“拦路虎”,更反噬了储能行业发展。

“储能的赛道应该是一条独立大赛道。”这是知名储能电芯厂商海辰储能总经理王鹏程的判断。储能专用锂电池则需要面对传统调峰调频技术的成本竞争,储能电站的规模动辄百兆瓦级别以上甚至吉瓦级别,因此除了安全,储能电芯对成本更加敏感。

“更高安全”“更长寿命”“更低成本”成为储能行业发展过程中的硬性要求。

紧抓机遇 动力电池纷纷扩“储”

在国内外巨大需求缺口的带动之下,储能行业规模扩张高歌猛进。

国内电池巨头们闻风而动,纷纷入局电化学储能领域以抢占先机。身为行业巨头的宁德时代,和其他各路动力行业玩家如比亚迪、亿纬锂能、赣锋锂业、国轩高科等厂商也都纷纷切入储能业务。

根据宁德时代公布的2021年财报显示,去年宁德时代储能系统为其贡献的营收,就达到了154.57亿元,同比增长了601.01%,成为其“第二增长极”,而储能电芯出货占据了重要位置。

宁德时代所以能够在储能领域快速领先,与其在该领域的长线布局有很大关系。

宁德时代早在创立之初,就已经开始布局储能业务了,此后依托其在动力电池领域积累的丰富行业经验,其通过将具备相通性的动力电池性能加以改进、优化,并结合储能电池市场的特点推出了全方位的产品技术解决方案。

其产品体系囊括了电芯、模组、电池系统等,并基于化学安全、高压安全、机械安全、功能安全等方面提供全方位的安全系统设计。

目前市面上常规的磷酸铁锂电池平台循环寿命只有3000-6000次,极大地限制了储能电池服役时间。而宁德时代经过多年研究之后成功将磷酸铁锂电池的寿命延长到了12000次循环,远超当前市场的平均水平。

依靠这些过硬的技术和产品体系,宁德时代很快在国内储能行业爆发之后迎来了高速增长。

同样,借助其先进的技术和项目经验,亿纬锂能、比亚迪、国轩高科等得以在储能行业中占据优势。

储能电芯安全要求更高 280Ah铁锂路线受追捧

储能电芯几乎决定了储能行业的发展命脉。因此生产储能专用电芯的厂家也相继冒头,且大动作频频,成为储能行业耀眼的“风景线”。

聚焦储能独立赛道的企业主要有海辰储能、瑞浦兰钧、鹏辉能源、昆宇新能源,还有比如专门做海外户用储能电芯的派能科技,都迅速成为储能行业名副其实的“黑马”。

由于储能电站安全事故频发,储能专用锂电池对能量密度要求不高但安全性要求高。6月29日,国家能源局发布《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》,其中提到了,中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池。这与储能行业一直以来的选用磷酸铁锂路线不谋而合。

如何保证储能电芯的可靠性,直接考验着企业的产品设计和生产制造流程把控。以海辰储能的电芯为例,其通过设计可靠性和制造可靠性两大方面,确保电芯的安全和产品质量。

在对高安全的要求的同时,行业逐渐出现一阵的280Ah电芯潮。

尽管仍有行业人士对280Ah仍处在嘴上不服气的状态,但事实上280Ah已经成为业内流行模式。最近科陆电子采购的16GWh电芯全是280Ah大电芯。厦门海辰新能源、中创新航、楚能新能源、远景动力等电芯厂商早已纷纷加码扩产280Ah电芯。

今年6月份,厦门海辰新能源宣布在重庆投资130亿元新建50GWh新一代储能锂电池生产基地,重点扩产280Ah等电力储能应用电池产品。

同月,楚能新能源发布了自主研发的电芯容量280Ah,单体电芯循环寿命超过一万次的“楚能一号”锂电池产品。产品应用于储能市场、动力市场,涵盖电源侧、电网侧、用户侧、公交、大巴、重卡、船舶等应用领域。

在5月下旬中创新航发布船舶市场储能产品中,也覆盖280Ah等系列电芯和多款电池包。

此外,高工储能获悉,远景动力280Ah 高功率储能电芯也开始规模配套,该电芯循环寿命可达10000圈,通过超200项测试验证,由远景动力鄂尔多斯制造基地与无锡制造基地共同生产,依托远景科技集团在可再生能源、智能物联网、碳管理、零碳产业园领域的创新科技,实现零碳生产。

电芯安全是业界一直关注的热点

电芯安全是一个系统性工程。

从化学体系看,磷酸铁锂比三元体系高很多。可通过材料和化学体系设计,减少电芯循环过程中副反应发生,实现电芯寿命可设计化,最终达成电芯长寿命。

从结构设计看,不少厂家注重在结构设计上同样追求高可靠性。例如海辰储能的防爆阀需要通过1500次呼吸循环测试,密封圈要在高温蠕变实验下保持化学稳定性,保证电池在极端滥用情况下依然安全可靠。

在制造过程中,厂家们通过对关键工艺节点控制、环境控制、人员控制等实现产品的高度一致性,提高产品可靠性。在锂电生产线中,导入了全新MES智能化系统,制造过程全数据溯源;同时简化工艺流程,配合现先进的制造设备,建立IATF16949管理体系,多维度保障产品的稳定性、一致性。

海辰储能表示,其推出的280Ah储能电芯,循环寿命达10000次,达到行业先进技术水平。同时,电芯能量效率超95%。不仅在热失控、过充电、短路、挤压等安全测试表现优异,280Ah储能电芯还通过了严苛的针刺试验,不起火、不爆炸甚至不冒烟。

据GGII分析,单体电芯大型化也为产品研发与生产带来一定挑战。首先是电芯体积和容量增大,导致电芯自身散热性能变差,其次是电芯鼓胀问题相比过去的型号更加明显。比如280Ah大电芯生产效率偏低,头部企业产线效率在6~11PPM,远低于50和100Ah电芯。

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关键字:储能电芯

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