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頭部風(fēng)向!300Ah+大容量儲能電芯來了
日期:2023-08-31   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_huamengqi 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
基于市場應(yīng)用需求變化和電芯技術(shù)迭代趨勢,大容量儲能電芯正在成為電池企業(yè)押注的主要技術(shù)路線。

據(jù)電池中國不完全統(tǒng)計(jì),截至目前,已經(jīng)有超過20家電池企業(yè)布局研發(fā),或已發(fā)布容量在300Ah及以上的大容量儲能專用電芯。其中,包括寧德時(shí)代、遠(yuǎn)景動力、蜂巢能源、瑞浦蘭鈞、億緯鋰能、正力新能、海辰儲能、楚能新能源、鵬輝能源、南都電源都已經(jīng)發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。

從市場端來看,因大容量電芯組成系統(tǒng)后零部件使用量減少,可以擁有更高體積能量密度和更低成本,目前終端已經(jīng)發(fā)出相關(guān)采購指引。例如中國華電集團(tuán)近期發(fā)布磷酸鐵鋰電化學(xué)儲能系統(tǒng)集采招標(biāo)公告,其采購2小時(shí)儲能系統(tǒng)總規(guī)模達(dá)5GWh,并且明確要求電池單體容量在280Ah(含)以上;美國儲能系統(tǒng)集成商Powin此前也表示,目前其對電芯采購需容量在280Ah-310Ah之間,電芯尺寸兼容現(xiàn)有280Ah尺寸。據(jù)悉,Powin已經(jīng)開始接觸300Ah+儲能電芯企業(yè)。

從電池企業(yè)角度來看,一方面,大容量、高安全、長壽命、低成本的儲能專用電芯,正成為電力儲能場景產(chǎn)品應(yīng)用的主流方向,市場需求旺盛;另一方面,隨著電芯設(shè)計(jì)、制造技術(shù)不斷成熟,通過提升電芯容量,降低成本也成為企業(yè)俘獲客戶的重要途徑。

從目前做大電池容量趨勢來看,主要有兩種路徑:一種是沿用280Ah尺寸,繼續(xù)采用71*173方形尺寸,將電芯容量不斷上探,目前已經(jīng)出現(xiàn)306Ah、314Ah、320Ah,甚至340Ah相關(guān)電芯。這一路徑的優(yōu)勢是電芯兼容性高,系統(tǒng)集成友好,系統(tǒng)集成商可以選擇不同的電芯供應(yīng)商。但難點(diǎn)是隨著電芯容量不斷做大,散熱、安全、制造和成本挑戰(zhàn)越來越大,考驗(yàn)著電池企業(yè)的技術(shù)功底。目前包括寧德時(shí)代、遠(yuǎn)景動力、瑞浦蘭鈞、海辰儲能等都主要選擇這一路線。

另一種是突破現(xiàn)有71*173規(guī)格桎梏,探索適合大容量儲能應(yīng)用場景的新規(guī)格。目前已發(fā)布300Ah+,且采用新尺寸規(guī)格的大容量儲能專用電芯的僅有蜂巢能源。今年4月,蜂巢能源推出的L500型325Ah疊片短刀儲能專用大容量電芯,厚度僅有21mm,比當(dāng)前280Ah儲能電芯薄了2/3,但長度更長。

2020年,寧德時(shí)代率先量產(chǎn)交付280Ah大容量電芯,隨后這一產(chǎn)品在商用車和儲能領(lǐng)域開始快速導(dǎo)入和滲透。隨著電池企業(yè)對儲能市場需求了解不斷深入,自2021年以來,容量在280Ah以上的產(chǎn)品開始陸續(xù)出現(xiàn),但是寧德時(shí)代鮮有透露除了280Ah以外的新的大容量儲能電芯。

然而,今年6月寧德時(shí)代306Ah儲能電芯首次在行業(yè)活動上亮相;近日,寧德時(shí)代再次官宣搭載314Ah儲能電芯的儲能產(chǎn)品量產(chǎn)交付。

可以預(yù)見,隨著寧德時(shí)代加入300Ah+大容量儲能電芯陣營,大容量儲能電芯時(shí)代將加速到來,電池企業(yè)在300Ah+儲能電芯上的技術(shù)創(chuàng)新競賽也會愈發(fā)激烈。電池中國梳理了部分企業(yè)300Ah+儲能電芯創(chuàng)新技術(shù),以作參考。

寧德時(shí)代:306Ah、314Ah儲能專用電芯

寧德時(shí)代表示,314Ah儲能專用電芯的量產(chǎn)交付,是公司又一次通過技術(shù)創(chuàng)新,引領(lǐng)儲能系統(tǒng)的發(fā)展,為能源儲存領(lǐng)域帶來新的突破。

據(jù)了解,寧德時(shí)代EnerD系列產(chǎn)品采用了其儲能專用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。

不過,至于314Ah儲能專用電芯能量密度、循環(huán)等參數(shù),寧德時(shí)代并未提及,同時(shí)也未透露在材料、結(jié)構(gòu)、工藝等方面的創(chuàng)新情況。

遠(yuǎn)景動力:305Ah、315Ah儲能專用電芯

今年4月,遠(yuǎn)景動力發(fā)布全新一代315Ah儲能電芯產(chǎn)品。據(jù)遠(yuǎn)景動力介紹,315Ah儲能電芯在尺寸不變的基礎(chǔ)上,較其2021年在業(yè)內(nèi)率先推出的305Ah儲能專用電芯,能量密度再次提升11%,并實(shí)現(xiàn)“單顆電芯一度電(1008Wh)”;循環(huán)壽命高達(dá)12000次,一天一次充放電可滿足25年安全可靠運(yùn)行的要求,并適配當(dāng)前市場主流儲能系統(tǒng)方案。

技術(shù)創(chuàng)新方面,在正極材料上,遠(yuǎn)景動力通過優(yōu)化材料表面顆粒配比,材料包覆技術(shù),多元素均相摻雜技術(shù),實(shí)現(xiàn)能量密度與循環(huán)壽命的雙提升;

負(fù)極方面,針對負(fù)極材料定制化開發(fā),降低材料表面鋰耗,持續(xù)提升材料的動力學(xué)性能,延長電芯循環(huán)壽命;

電解液方面,開發(fā)高浸潤電解液;

在補(bǔ)鋰技術(shù)上,創(chuàng)新開發(fā)的補(bǔ)鋰緩釋技術(shù),能在電池全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定的鋰損失補(bǔ)償。

在電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,遠(yuǎn)景動力采用自研的一體注塑結(jié)構(gòu)蓋板,結(jié)構(gòu)高度精簡,過流能力強(qiáng),確保全生命周期結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定。

在工藝創(chuàng)新上,遠(yuǎn)景動力采用了極片壓花技術(shù),改善了極片充放電后的褶皺問題,進(jìn)一步提升了產(chǎn)品的可靠性。

蜂巢能源:325Ah疊片短刀電芯

今年4月,蜂巢能源子公司蜂巢智儲發(fā)布了L500型325Ah疊片短刀儲能專用大電芯。

據(jù)了解,蜂巢能源325Ah疊片短刀儲能大電芯,采用了預(yù)鋰、柔性包覆等先進(jìn)技術(shù),可大幅提升能量密度與循環(huán)壽命。

工藝創(chuàng)新上,325Ah儲能電芯采用了蜂巢能源自主研發(fā)的“飛疊”技術(shù),實(shí)現(xiàn)了極片與隔膜完全復(fù)合,保證了正負(fù)極反應(yīng)界面的一致性,顯著提升了電芯安全性,經(jīng)過嚴(yán)苛的針刺試驗(yàn)不起火、不冒煙,可實(shí)現(xiàn)電芯本征安全。

循環(huán)壽命方面,蜂巢能源則通過技術(shù)創(chuàng)新,降低工藝復(fù)雜度,以較低產(chǎn)線投資、低制造投入同樣實(shí)現(xiàn)了12000次循環(huán)。

據(jù)介紹,通過材料創(chuàng)新、短刀設(shè)計(jì)、LCTP結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和疊片效率提升,L500型儲能電芯系統(tǒng)能量密度較現(xiàn)階段主流產(chǎn)品提升了10%,同時(shí)電芯數(shù)量減少、結(jié)構(gòu)件優(yōu)化,可以使得整體成本有明顯下降。

瑞浦蘭鈞:320Ah、340Ah“問頂”儲能電芯

今年5月,瑞浦蘭鈞發(fā)布了儲能系列“問頂電池”:320Ah和340Ah大電芯。

電池中國了解到,問頂320Ah儲能電芯融合了電芯結(jié)構(gòu)技術(shù)、工藝技術(shù)和裝備技術(shù)創(chuàng)新及穩(wěn)定固液界面等多項(xiàng)核心技術(shù)。

其中,“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,使空間利用率有效提升7%以上。

據(jù)介紹,基于瑞浦蘭鈞自主研發(fā)的“問頂”技術(shù),問頂320Ah儲能電芯在和280Ah方形電芯相同的尺寸下,可實(shí)現(xiàn)高能量、長壽命、高安全的優(yōu)越性能,產(chǎn)品的體積能量密度達(dá)到400Wh/L,循環(huán)壽命8000-10000次,日歷壽命20年以上。

瑞浦蘭鈞副總裁侯敏博士透露,320Ah和340Ah問頂電池儲能系列將于2023年Q3、Q4正式開售。

鵬輝能源:320Ah儲能電芯

鵬輝能源同樣在今年4月發(fā)布了320Ah儲能電芯。據(jù)介紹,該產(chǎn)品單體容量相較上一代產(chǎn)品提升14%,在同尺寸產(chǎn)品中系統(tǒng)能量提升14%,循環(huán)壽命>8000次,使用壽命超20年。同時(shí),可實(shí)現(xiàn)低溫-40℃存儲和-30℃放電。

在320Ah產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新上,鵬輝能源開發(fā)了獨(dú)家電解液設(shè)計(jì)配方和工藝,有效降低成膜內(nèi)阻,提升能效0.5%;極耳結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化,卷芯空間利用率提升1%,可以更好地提升產(chǎn)品的安全性能。

海辰儲能:320Ah儲能電芯

海辰儲能在300Ah+儲能電芯上,同樣選擇了320Ah這一容量。據(jù)悉,該款新品體積能量密度達(dá)385Wh/L、循環(huán)壽命10000次,且具備高兼容性(性能兼容、尺寸兼容、熱管理兼容),可大幅度降低系統(tǒng)首次購置成本,以及全生命周期度電成本。

為了保證電池循環(huán)壽命,海辰儲能采用高浸潤、高電導(dǎo)率電解液等技術(shù),保證初始及循環(huán)過程極片的可靠性;采用蛛網(wǎng)型結(jié)構(gòu)粘結(jié)主材物質(zhì),可以提高老化過程極片的穩(wěn)定性;沿用已有產(chǎn)品SEI膜穩(wěn)定技術(shù)元素,并進(jìn)行升級優(yōu)化,可以保證320Ah循環(huán)性能。

海辰儲能320Ah電力儲能專用電池,將于2023年第三季度送樣,2024年第一季度交付。

原標(biāo)題:頭部風(fēng)向!300Ah+大容量儲能電芯來了
 
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來源:電池中國
 
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