今年上半年迎來(lái)“300Ah+”儲(chǔ)能電芯的高潮。彼時(shí),寧德時(shí)代并未急切披露涉足300Ah+儲(chǔ)能電芯的跡象。
然而在最近,繼6月14-16日亮相于國(guó)際電池儲(chǔ)能技術(shù)博覽會(huì) (EES Europe)的搭載的306Ah儲(chǔ)能電芯的EnerC Plus,寧德時(shí)代再次密集官宣搭載314Ah儲(chǔ)能電芯的EnerD量產(chǎn)交付。
寧德時(shí)代官方解釋?zhuān)舜巫钚庐a(chǎn)品的量產(chǎn)交付,是其又一次通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,引領(lǐng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展,為能源儲(chǔ)存領(lǐng)域帶來(lái)新的突破。
寧德時(shí)代314Ah電芯催化“300Ah+ “趨勢(shì)
據(jù)悉,寧德時(shí)代EnerD系列產(chǎn)品采用了其儲(chǔ)能專(zhuān)用314Ah電芯,并配備CTP液冷3.0高效成組技術(shù),優(yōu)化電芯的成組結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu),同時(shí)在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程采用更加模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)20尺單艙電量從3.354MWh提升到了5.0MWh,相比于上一代產(chǎn)品,全新EnerD系列液冷儲(chǔ)能預(yù)制艙的占地面積節(jié)約20%以上,施工工程量減少15%,調(diào)試運(yùn)維成本下降10%,并且在能量密度和性能方面也得到顯著提升。
EnerD系列產(chǎn)品采用了行業(yè)首創(chuàng)的BMS熱失控報(bào)警與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)技術(shù),精簡(jiǎn)了消防系統(tǒng)整體架構(gòu),解決了傳統(tǒng)電池包多探測(cè)器、多電池閥消防方案帶來(lái)的可靠性差、成本高問(wèn)題。截至目前,寧德時(shí)代的電芯、電箱、電池簇均已取得GB/T36276權(quán)威認(rèn)證。
在歷時(shí)一年的開(kāi)發(fā)及測(cè)試驗(yàn)證中,EnerD系列產(chǎn)品經(jīng)過(guò)電芯80+項(xiàng)、電池模塊30+項(xiàng)、集裝箱層級(jí)50+項(xiàng)的安全測(cè)試。
測(cè)試結(jié)果顯示,EnerD系列產(chǎn)品具備更強(qiáng)悍的環(huán)境適應(yīng)能力,可在高海拔、高寒地區(qū)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的正常運(yùn)行——在4000m海拔內(nèi)EnerD系列產(chǎn)品依然能保持額定功率輸出,最高可在5000m海拔的區(qū)域,-40℃的低溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行,產(chǎn)品性能領(lǐng)先全行業(yè)。
此外,為靈活適應(yīng)儲(chǔ)能多種應(yīng)用場(chǎng)景,EnerD系列產(chǎn)品還具備多種PCS路線與構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目的適配性,可滿(mǎn)足新型電力系統(tǒng)的多樣化需求。
目前,基于儲(chǔ)能不同應(yīng)用場(chǎng)景,寧德時(shí)代已針對(duì)性推出了多款具備高充放電效率、長(zhǎng)壽命、高集成和高安全特點(diǎn)的儲(chǔ)能電池系統(tǒng)解決方案。
除了寧德時(shí)代,市面上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的300Ah及以上容量的儲(chǔ)能電芯,主要有國(guó)軒高科300Ah等,且已經(jīng)在海內(nèi)外項(xiàng)目運(yùn)用。
另一家300+儲(chǔ)能電芯企業(yè)量產(chǎn)企業(yè)則是國(guó)軒高科。自2014年開(kāi)始布局儲(chǔ)能業(yè)務(wù)以來(lái),國(guó)軒高科近年來(lái)加速競(jìng)逐儲(chǔ)能賽道,多線布局海內(nèi)外儲(chǔ)能市場(chǎng)。國(guó)軒高科針對(duì)儲(chǔ)能賽道開(kāi)發(fā)了300Ah專(zhuān)用電芯,加速儲(chǔ)能市場(chǎng)競(jìng)速。 國(guó)軒高科2022上半年業(yè)績(jī)報(bào)告顯示,其儲(chǔ)能電池業(yè)務(wù)已占整體營(yíng)收的14.8%。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),已經(jīng)有寧德時(shí)代306Ah、314Ah;海辰儲(chǔ)能300Ah、320Ah;天合儲(chǔ)能 306Ah;瑞浦蘭鈞320Ah;蘭鈞新能源 314Ah ;鵬輝能源320Ah;蜂巢能源 325Ah;遠(yuǎn)東電池 305Ah;蘭鈞新能源 314Ah;中創(chuàng)新航305Ah、314Ah;國(guó)軒高科300Ah;贛鋒鋰電 314Ah;楚能新能源 306Ah、314Ah、320Ah;昆宇電源305Ah、升級(jí)版305Ah;億緯鋰能560Ah;雄韜股份580Ah;欣旺達(dá)314Ah;雙登集團(tuán)315Ah;?;履茉?75Ah;南都電源 305Ah;春蘭電池310Ah等近20家電芯廠、超25款300Ah及以上容量電池問(wèn)世。
截至2022年底280Ah產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目滲透率已達(dá)80%以上。2023年下半年開(kāi)始,大部分企業(yè)將實(shí)現(xiàn)300Ah+大容量電芯量產(chǎn)交付。比如瑞浦蘭鈞宣布Q3將量產(chǎn)其320Ah問(wèn)頂電池。
300Ah+大容量電芯倒逼安全升維
值得注意的是,中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高在今年上半年某會(huì)議上提及“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。
歐陽(yáng)明高院士指出,一般認(rèn)為磷酸鐵鋰電池是比較安全的,指的是小容量磷酸鐵鋰電池。但是大容量電池像320Ah電池,內(nèi)部溫度可以超過(guò)800度,超過(guò)了磷酸鐵鋰正極分解的溫度。
“300Ah+”儲(chǔ)能電芯的安全性難題正在倒逼電芯企業(yè)加速進(jìn)行安全升級(jí)。寧德時(shí)代從電芯本征安全、電氣安全、熱安全、消防安全四個(gè)層級(jí),整體提升EnerD系列產(chǎn)品的安全。
寧德時(shí)代總工程師許金梅表示,儲(chǔ)能系統(tǒng)存在子系統(tǒng)多、應(yīng)用場(chǎng)景新、客戶(hù)明確需求少、開(kāi)發(fā)周期短、測(cè)試驗(yàn)證少、過(guò)程無(wú)場(chǎng)站級(jí)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等特點(diǎn),對(duì)電池的應(yīng)用和系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了更高安全要求。
然而,對(duì)標(biāo)汽車(chē)產(chǎn)品V模型開(kāi)發(fā)流程,儲(chǔ)能產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各環(huán)節(jié)普遍存在不完善,如:系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)證、大規(guī)模制造、運(yùn)輸安裝、運(yùn)行使用等。因此,寧德時(shí)代從開(kāi)發(fā)全流程全面提升儲(chǔ)能產(chǎn)品安全。
在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),寧德時(shí)代依據(jù)“V”模型,通過(guò)QFD展開(kāi),針對(duì)儲(chǔ)能電池系統(tǒng)及子系統(tǒng)的全生命周期場(chǎng)景進(jìn)行分析,并針對(duì)安全場(chǎng)景進(jìn)行失效模式分析、安全防護(hù)設(shè),如高壓絕緣、冷凝水、熱擴(kuò)散、電熱耦合等。
在測(cè)試環(huán)節(jié),寧德時(shí)代300+產(chǎn)品測(cè)試驗(yàn)證項(xiàng)目,從多級(jí)、多維、標(biāo)準(zhǔn)等幾個(gè)方面加強(qiáng)測(cè)試。多級(jí)指的是從材料、電芯、模組、BMS、電池系統(tǒng)等展開(kāi)測(cè)試驗(yàn)證;而多 維指的是從機(jī)械、電性能、安全和可靠性等展開(kāi)驗(yàn)證、測(cè)試;而寧德時(shí)代300+產(chǎn)品均獲得GB/T、ISO、IEC、UN、UL等標(biāo)準(zhǔn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了電芯到電箱到電池簇再到集裝箱等多等層級(jí)的測(cè)試, 更進(jìn)一步的是跟PCS和EMS的聯(lián)調(diào)。
在許金梅看來(lái),電芯單體缺陷率DPPm到DPPb的變化,1DPPm相當(dāng)于1.1次失效/GWh;1DPPb相當(dāng)于1.1次失效/TWh。那么,在大規(guī)模制造環(huán)節(jié),寧德時(shí)代實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線可進(jìn)化、品質(zhì)大提升、數(shù)據(jù)全追溯。
而在運(yùn)輸調(diào)試環(huán)節(jié),寧德時(shí)代的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全通常會(huì)對(duì)振動(dòng)、沖擊、地震、颶風(fēng)等進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全仿真,集裝箱框架進(jìn)行船級(jí)社測(cè)試驗(yàn)證;常見(jiàn)振動(dòng)沖擊工況,通過(guò)不同道路路譜采集轉(zhuǎn)化圖譜,輸入仿真驗(yàn)證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
在使用環(huán)節(jié),寧德時(shí)代儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的電壓1500V,系統(tǒng)的IP防護(hù)設(shè)計(jì)及防冷凝水,老化等顯得極為重要。其中防冷凝水設(shè)計(jì)覆蓋全流程,多級(jí)治理,可實(shí)現(xiàn)“一站一策略” 。
寧德時(shí)代基于上述“安全策略”,率先實(shí)現(xiàn)了300Ah+儲(chǔ)能電芯的量產(chǎn)交付。但“300Ah+”大容量電芯的安全問(wèn)題,仍是其他二三線品牌急需解決的難題。
未來(lái)誰(shuí)能夠快速獲得300Ah+儲(chǔ)能電芯的“安全秘鑰”,將快速成為此賽道佼佼者。
300Ah+行業(yè)“共同步伐”背后
時(shí)至今日,中國(guó)儲(chǔ)能電池企業(yè)已經(jīng)幾乎集體性走向了 “300Ah+”布局。但基于“300Ah+”的發(fā)展趨勢(shì),其實(shí)早有“端倪”。
早在2022年,美國(guó)本土堅(jiān)守磷酸鐵鋰技術(shù)路線的系統(tǒng)集成商POWIN曾在當(dāng)年高工儲(chǔ)能年會(huì)上公布了其尋找電池供應(yīng)商的條件:第一,POWIN對(duì)電芯容量要求大致為280Ah-310Ah,電芯尺寸不變,采用方形卷繞鋁殼。對(duì)電芯的供應(yīng)商要求,質(zhì)量要求擺在第一位,希望電芯和模組能夠同步提供。第二,考慮成本、供應(yīng)量,還有公司資金和電池資質(zhì)等必須達(dá)到POWIN要求。第三,POWIN愿與供應(yīng)商一同成長(zhǎng),共同開(kāi)發(fā)美國(guó)市場(chǎng)。
POWIN2022年發(fā)布的電池供應(yīng)商要求來(lái)看,其關(guān)注首要是電池質(zhì)量,其次是電池成本、產(chǎn)能等,并開(kāi)始接觸300Ah+儲(chǔ)能電芯。
一定程度上來(lái)說(shuō),未來(lái)儲(chǔ)能電芯領(lǐng)域仍是基于質(zhì)量之爭(zhēng)。而對(duì)于300Ah+電芯來(lái)說(shuō),需要通過(guò)不斷技術(shù)革新加速解決歐陽(yáng)明高院士指出的熱失控過(guò)程中的幾個(gè)難點(diǎn),形成質(zhì)量過(guò)硬的儲(chǔ)能電芯。
所以,儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)該關(guān)注如何解決難點(diǎn)本身,如何提升解決熱失控等核心問(wèn)題。
天合儲(chǔ)能的儲(chǔ)能產(chǎn)品研究院院長(zhǎng)楊凱博士表示,儲(chǔ)能電芯安全爭(zhēng)鋒的焦點(diǎn)仍是大電芯高溫問(wèn)題,但從未來(lái)的市場(chǎng)需求來(lái)看,大電芯仍會(huì)是主流。歐陽(yáng)院士提的很有道理,但仍要基于前提條件,整個(gè)系統(tǒng)要怎樣去解決熱失控、散熱問(wèn)題。
“儲(chǔ)能電芯做大是一個(gè)趨勢(shì),但儲(chǔ)能電芯容量是不是越大越好,首先要保證產(chǎn)品生產(chǎn)的高效率與低成本。”遠(yuǎn)景動(dòng)力鐵鋰電芯開(kāi)發(fā)總監(jiān)徐永剛曾對(duì)外表示,制造儲(chǔ)能電芯,要綜合考慮制造成本、生產(chǎn)效率和制造能力等多個(gè)因素,“電芯越大,安全、良率、成本會(huì)有影響,容量做大,要兼顧全生命周期成本、安全、循環(huán)、系統(tǒng)兼容性等去‘定義’儲(chǔ)能專(zhuān)用電芯。”
對(duì)300Ah及以上容量?jī)?chǔ)能電池廠商來(lái)說(shuō),技術(shù)進(jìn)步才是產(chǎn)業(yè)繁榮之本。高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)據(jù)此預(yù)測(cè),針對(duì)儲(chǔ)能電池散熱性方面的重視,可能會(huì)迎來(lái)較好散熱性的疊片工藝的加快滲透。
如今,以寧德時(shí)代量產(chǎn)為標(biāo)志,電芯企業(yè)“300Ah+”量產(chǎn)已呈現(xiàn)快速上馬之勢(shì)。高工儲(chǔ)能亦認(rèn)為,300+儲(chǔ)能電芯的滲透率將會(huì)在高安全的基礎(chǔ)上快速上升。
原標(biāo)題:寧德時(shí)代314Ah電芯量產(chǎn)看儲(chǔ)能大電芯走勢(shì)