中國儲能網(wǎng)訊：
電芯容量升級趨勢明顯
近年來，儲能電站規(guī)模持續(xù)上升，海內(nèi)外儲能市場需求爆發(fā)，電芯供不應(yīng)求，對電芯的產(chǎn)能與維護成本提出了更高的要求，這意味著新一代電芯面臨著性能、成本與安全等多方面的綜合考驗。對此，主流的解決思路之一是提高電芯的容量，向280Ah以上迭代，億緯鋰能、蜂巢能源、瑞浦蘭鈞、楚能新能源、鵬輝能源、海辰儲能、海基新能源等二十余家國內(nèi)電池廠商已相繼推出300Ah以上容量的電芯產(chǎn)品。
在儲能電芯領(lǐng)域，追求大容量已不是新鮮事，尤其在集中式儲能領(lǐng)域，大容量電芯的降本增效優(yōu)勢顯著。生產(chǎn)制造方面，容量的增高能夠有效減少PACK所需零部件數(shù)量，且可以簡化后續(xù)集成、裝配工藝流程，節(jié)約設(shè)備、能耗與人力。以蜂巢能源的短刀疊片大容量電芯為例，相比280Ah電芯，可實現(xiàn)10%以上的PACK級降本。再比如億緯的LF560K大電芯，相比此前的LF280K儲能專用電池，使用LF560K電池可減少50%的電芯數(shù)量，減少47%的電池包零部件數(shù)量，提升30%的生產(chǎn)效率。
電芯企業(yè)在進行電芯增容時傾向于兼顧能量密度的提升，這通過在保持電芯體積不變的前提下擴容而得以實現(xiàn)。目前多數(shù)300~320Ah電芯新品仍沿用同廠家前一代電芯的尺寸(71173)，這類電芯相較于280Ah電芯產(chǎn)品，能量密度提升幅度可以達到7%~14%。例如遠景動力的315Ah電芯，在尺寸不變的基礎(chǔ)上，能量密度較上一代電芯產(chǎn)品提升11%，做到了“一顆電芯一度電”。
此外，大容量意味著串并聯(lián)電芯數(shù)量的減少，使得BMS數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控精度提升，安全性更有保障。
高速增容引爭議
然而，電芯容量的升高伴隨著熱管理、綜合效率等方面的風(fēng)險，是否應(yīng)快速推升容量升級存在爭議。首先，升高容量會增加電芯的失控風(fēng)險。磷酸鐵鋰電池的安全特性具有局限性，小安時的電池相對安全，但容量達到320Ah這個量級，電芯內(nèi)部溫度將超過800℃，高于磷酸鐵鋰的分解溫度，這對于本體、過程和消防安全提出了更高的要求。
其次，大容量電芯的規(guī)?；瘜Ξa(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節(jié)提出了挑戰(zhàn)。生產(chǎn)制造方面，容量的增加對于設(shè)計能力、生產(chǎn)設(shè)備及制造工藝提出了新的要求，確保各環(huán)節(jié)的安全與高效是產(chǎn)線升級的關(guān)鍵，生產(chǎn)環(huán)節(jié)的產(chǎn)能優(yōu)化速度能否匹配電芯容量升級的要求還有待考量。系統(tǒng)適配方面，目前主流的產(chǎn)品仍是280Ah電芯，相應(yīng)的電池倉、電池架與系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計仍是以該電芯為核心，整個系統(tǒng)中電芯的使用壽命相對較短，通常儲能電站要面臨運行幾年之后需要替換電芯的問題，故而在電芯迭代的過程中，需要注意能否匹配原有的系統(tǒng)，一味加速迭代可能為儲能電站的運營帶來難題。
此外，性能方面，電芯容量及體積的增大會導(dǎo)致運行溫度升高，從而影響電芯的循環(huán)壽命，更會帶來散熱性能變差、電芯更易鼓脹的問題，增大一致性控制難度。
目前，300Ah+大電芯開發(fā)的參與者仍在持續(xù)增加，已有代表產(chǎn)品的各玩家也在實現(xiàn)或推動大容量電芯的規(guī)模化生產(chǎn)，大電芯帶來的性能與成本優(yōu)勢是否足夠顯著，電芯容量的最優(yōu)解究竟幾何，有待應(yīng)用實踐的檢驗。
300Ah+電芯賽道百家爭鳴
目前，超過300Ah的大容量電芯現(xiàn)已陸續(xù)出現(xiàn)二十余種品類，各企業(yè)給出了各具特色的設(shè)計方案，為技術(shù)迭代提供多樣化思路。（以下統(tǒng)計順序不代表企業(yè)或產(chǎn)品排名）
01 億緯鋰能 560Ah
億緯鋰能率先推出超大容量大鐵鋰電芯“Mr Big”——LF560K。LF560K的容量達到560Ah，兩倍于目前主流的280Ah大電芯，單只電池可儲能1.792kWh。尺寸上，億緯選擇擴展電芯的寬度，由174mm增至352.3mm，相當(dāng)于兩顆280Ah電芯橫向并列放置，以實現(xiàn)容量的倍增。LF560K的循環(huán)壽命超過12000次，能夠有效降低儲能的全生命周期度電成本。電芯采用CTT技術(shù)和第三代高速疊片制造技術(shù)，通過極簡的集成設(shè)計和多重安全防護，實現(xiàn)系統(tǒng)集成應(yīng)用降本10%，零部件數(shù)量減少47%，生產(chǎn)效率提升30%。
02 雄韜股份 580Ah
僅在億緯的560Ah電芯發(fā)布一個月以后，雄韜股份展出的580Ah儲能電芯便超越其成為迄今為止最大容量的儲能電芯，單顆電芯帶電量為1.856kWh，尺寸為W352*D71*H205mm，重量為11kg。雄韜主要圍繞高安全和長壽命這兩大核心指標(biāo)進行產(chǎn)品設(shè)計，同時注重電芯與系統(tǒng)兩方面的升級迭代，循環(huán)壽命達到10000次，為系統(tǒng)安全性提供堅實保障。
03 蜂巢能源 325Ah
蜂巢能源325Ah短刀疊片儲能電芯基于蜂巢能源獨特的短刀結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，采用飛疊技術(shù)，長薄化短刀設(shè)計，使其得以兼?zhèn)浯笕萘颗c小體積兩大特色，其厚度僅有21mm，是當(dāng)前市場主流的280Ah儲能電芯的三分之一，使得其散熱能力得到顯著提升。該款電芯采用了預(yù)鋰化、柔性包覆等技術(shù)，大幅提升能量密度與循環(huán)壽命，長循環(huán)版循環(huán)壽命可達12000次，與傳統(tǒng)VDA儲能系統(tǒng)相比，L500儲能專用電芯Pack零部件減少15%，Pack動力連接件減少50%，成本降低3.1%。
基于“飛疊”技術(shù)，蜂巢325Ah儲能專用電芯實現(xiàn)了極片與隔膜完全復(fù)合，顯著提升了電芯安全性，通過了過充過放、擠壓、穿透針刺、短路、熱失控等多方安全實驗。該款電芯將于下半年實現(xiàn)量產(chǎn)交付。
04 瑞浦蘭鈞 320Ah/340Ah
瑞浦蘭鈞320Ah大容量電芯是業(yè)內(nèi)第一款達到UL 9540A認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的300Ah以上的電芯，且通過了TüV萊茵IEC 62619、UL 1973認(rèn)證。具體技術(shù)方面，瑞浦蘭鈞通過對電池結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計，使電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了一體化連接，將原有的頂部空間由15mm縮減至8mm，空間利用率有效提升7%以上。相比于常規(guī)電芯，瑞浦蘭鈞的問頂電池?zé)oU型彎折，形成高穩(wěn)結(jié)構(gòu)；極耳長度縮減50%，承載超強過流；體積能量密度提升10%。
目前，瑞浦蘭鈞已發(fā)布320Ah和340Ah兩款大容量問頂儲能電芯，均基于目前主流280Ah電芯72*174尺寸的規(guī)格，可以全面兼容現(xiàn)有儲能應(yīng)用場景，并在體積能量密度、循環(huán)壽命、安全性能等方面實現(xiàn)突破,預(yù)計于2023年Q3、Q4正式開售。
05 鵬輝能源 320Ah
鵬輝能源320Ah儲能電芯，相較于迭代前的280Ah電芯產(chǎn)品，單體容量提升14%，由于其尺寸沿用280Ah產(chǎn)品(71173)，其系統(tǒng)能量同樣提升14%，循環(huán)壽命大于8000次，使用壽命超20年。區(qū)別于多數(shù)300Ah+電芯采用的疊片工藝，鵬輝堅持采用卷繞工藝，并進行了一系列獨特的工藝創(chuàng)新，包括獨家電解液設(shè)計配方和工藝，有效降低成膜內(nèi)阻，提高能效0.5%，實現(xiàn)極耳結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化，卷芯空間利用率提高1%，產(chǎn)品的安全性能得到顯著提升。
06 海辰儲能 300Ah/320Ah
繼去年8月的300Ah電力儲能專用電池之后，今年4月海辰儲能又發(fā)布了320Ah新一代電力儲能專用電池，體積能量密度385Wh/L、循環(huán)壽命10000次，具備高兼容性（性能兼容、尺寸兼容、熱管理兼容）。海辰320Ah電池根據(jù)可靠性模型預(yù)計循環(huán)至70%EOL可達10000次，電芯循環(huán)1000次后，能量保持率約為95%，已于2023年3月取得GB/T36276認(rèn)證。
07 遠景動力 305Ah/315Ah
遠景動力已在過去兩年里實現(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。遠景動力315Ah產(chǎn)品在尺寸不變的基礎(chǔ)上，較上一代280Ah儲能電芯產(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，適配當(dāng)前市場主流儲能系統(tǒng)方案。在技術(shù)方面，遠景動力通過優(yōu)化正極材料表面顆粒配比，材料包覆技術(shù)，多元素均相參雜技術(shù)，實現(xiàn)能量密度與循環(huán)壽命的雙提升；針對負極材料定制化開發(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；此外，創(chuàng)新開發(fā)的補鋰緩釋技術(shù)，能在電池全生命周期內(nèi)實現(xiàn)長期穩(wěn)定的鋰損失補償。得益于遠景動力特有的材料及電芯技術(shù)，該款儲能電芯產(chǎn)品預(yù)計能夠?qū)崿F(xiàn)五年能效保持率高達95%以上，全生命周期衰減后容量始終保持在70%以上。
08 南都電源 305Ah
南都電源推出了305Ah儲能專用電池，該款產(chǎn)品與現(xiàn)有280Ah儲能電池尺寸相同，能夠很好地匹配電網(wǎng)側(cè)應(yīng)用需求。該電芯體積能量密度超過380Wh/L，循環(huán)壽命可達12000次，擁有20年超長壽命，能量效率超95%。工藝上，有別于行業(yè)內(nèi)并雙卷芯卷繞結(jié)構(gòu)，南都305Ah電池采用獨創(chuàng)四卷芯疊片設(shè)計，有效兼顧了裝備生產(chǎn)的經(jīng)濟性和電芯最佳性能的發(fā)揮，賦予南都電源電芯高比能、低阻抗、長循環(huán)、高安全的核心技術(shù)優(yōu)勢。相較于已有的280Ah儲能電池，采用南都305Ah儲能專用電池的儲能系統(tǒng)，可以實現(xiàn)全生命周期度電成本降低22%；前三年儲能系統(tǒng)總放電量增加9%，從而減少電量超配，系統(tǒng)初始投資降低5%。該電芯預(yù)計將在2023年實現(xiàn)量產(chǎn)。
09 蘭鈞新能源 314Ah
蘭鈞新能源推出的306Ah和314Ah電芯采用卷繞工藝，尺寸沿用280Ah保持不變，可應(yīng)用于多個大型儲能應(yīng)用場景。電芯循環(huán)壽命可達10000次以上，使用壽命突破20年，綜合能量效率超過95%，且單電芯生命周期吞吐電量達到12MWh以上，可大幅度降低整體的度電使用成本。其中314Ah電芯主打精準(zhǔn)一度電的性能優(yōu)勢，設(shè)計容量≥314Ah&1005Wh，恰好組成5MWh電池子陣，超配量最少，為客戶降低了初始投資成本。
安全性能方面，蘭鈞314Ah電芯已通過過充過放、擠壓、穿透針刺、短路、熱失控、極限熱箱等多方安全實驗。該款產(chǎn)品計劃于2023年9月底量產(chǎn)，同時，蘭鈞新能源計劃新建年產(chǎn)45GWh電池量產(chǎn)線及電芯模組鋰電池，預(yù)計達產(chǎn)后新增年產(chǎn)值超400億元。
10 ?；履茉?375Ah
?；履茉赐瞥龅拇笕萘績δ茈娦拘缕?，采用疊片式卷繞工藝，容量達到375Ah，單顆電芯能量達1.2kWh，實現(xiàn)超10000次長循環(huán)，兼容0.5Cp和1Cp工作倍率。該款電芯在散熱方面獨具優(yōu)勢，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(fēng)冷即可滿足使用需求。同時，系統(tǒng)零件數(shù)量減少了30%，生產(chǎn)效率提升了25%，體積利用率增加了16.5%，40英尺集裝箱最高可容納7MWh，綜合總成本預(yù)期降低9%。
11 天合儲能300Ah/306Ah
天合儲能電池研究院以降低度電成本LCOS為研發(fā)攻克方向，在半年內(nèi)成功開發(fā)出兩款長循環(huán)壽命電芯，這兩款“天合芯”的容量分別高達300Ah和306Ah，其中，306Ah 電芯的循環(huán)壽命突破12000次，這是緣于天合儲能破解了磷酸鐵鋰電芯循環(huán)衰減至EOL（壽命終止時）的975密碼，從而圍繞如何減緩并補充活性鋰損失，創(chuàng)新研發(fā)出“3減1補1智造”技術(shù)。在安全性方面，“天合芯”作為車規(guī)級電芯，通過了國標(biāo)要求的熱失控、過充、擠壓等儲能電芯的全部濫用性能測試，以及更為嚴(yán)苛的針刺測試，具備堅實的安全保障。
12 寧德時代
寧德時代也曾設(shè)計了一款302Ah的大容量電芯，該電芯沿用了280Ah產(chǎn)品的尺寸，依托于寧德時代280Ah電芯在儲能領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，新款大容量電芯可應(yīng)用于許多儲能場景。但寧德時代并不以主流的提升電芯容量與密度這一升級路徑作為重點電芯迭代方向，而是致力于調(diào)整電芯的最佳運行溫度，提出了特有的零輔源光儲融合解決方案。
13 贛鋒鋰電 314Ah
贛鋒鋰業(yè)推出了314Ah的大容量儲能電芯，單顆電芯電量近似于一度電，尺寸與280Ah儲能電芯類似。該電芯的重量能量密度為173Wh/kg，體積能量密度高達388Wh/L，且在提升能量密度的同時保持了較高的循環(huán)壽命，其循環(huán)壽命可達6000次。
14 楚能新能源 306Ah/314Ah/320Ah
在常規(guī)電芯280Ah電芯的基礎(chǔ)上，楚能新能源進行了迭代升級，推出了306Ah、314Ah、320Ah三款儲能電芯，尺寸做到了與280Ah儲能電芯保持一致。其314Ah電芯被命名為“聚能π314Ah大電芯，單支電芯能量達到1004Wh，循環(huán)次數(shù)達到12000次，能量密度高達180Wh/kg。楚能在電芯設(shè)計上進行了一系列創(chuàng)新，工藝以卷繞為主，通過優(yōu)化電解液設(shè)計配方和極耳結(jié)構(gòu)，同比降低內(nèi)阻15%，溫升降低10%；正負極主材在材料結(jié)構(gòu)上進行改性，通過特殊的包覆處理和造粒工藝保證了電池在長期循環(huán)過程中的材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，延長了電芯的壽命。
15 國軒高科 300Ah
國軒高科300Ah儲能電芯尺寸為81尺寸系列，區(qū)別于當(dāng)前在儲能市場較為流行的71尺寸系列，這主要系對自己技術(shù)的堅持，同時也由于其能夠與340Ah動力電芯共線。該電芯循環(huán)壽命超過8000次，經(jīng)過對產(chǎn)線與技術(shù)的改進，國軒高科的電芯具備高安全、高效率、長壽命、高品質(zhì)的特點。據(jù)悉，目前國軒高科300Ah儲能電芯訂單量較為飽和。
16 遠東電池 305Ah
遠東電池305Ah電芯，尺寸主要沿用通用的71173系列，在電芯技術(shù)上進行了一系列創(chuàng)新，采用點、線、面結(jié)合的復(fù)合型導(dǎo)電劑及獨家自研的電解液配方。該款電芯額定容量達305Ah，重量比能量≥180Wh/kg，體積比能量≥383Wh/L，兼具長壽命、耐低溫、性價比高的優(yōu)勢，常溫循環(huán)壽命達10000次，高溫循環(huán)達5000次，同時可滿足-10℃充電，充分減少對電池加熱或環(huán)境控溫的能耗。該款產(chǎn)品將在今年8~9月量產(chǎn)，產(chǎn)能規(guī)劃為5GWh。
17 昆宇電源 305Ah/升級版305Ah
第一代305Ah電芯，尺寸同71173系列，可適用于多個大型儲能應(yīng)用場景。而升級版305Ah厚度變薄幾乎一半，同時長度翻倍，形成“長薄”的短刀造型，這將賦予升級版電芯優(yōu)于常規(guī)電芯的的散熱性能。昆宇電源深入布局疊片電芯領(lǐng)域，是為數(shù)不多掌握Z字型疊片工藝生產(chǎn)廠商之一，該類電芯對于電力儲能、工商業(yè)儲能等場景適配度更高，深受市場青睞。
18 中創(chuàng)新航 305Ah/314Ah
基于L173電池產(chǎn)品平臺，中創(chuàng)新航在尺寸規(guī)格不變的情況下，對產(chǎn)品進行了持續(xù)迭代——從280Ah升級到305Ah和314Ah，實現(xiàn)了能量密度的大幅提升，同時實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化可擴展。在提升性能的同時，中創(chuàng)新航注重安全性能的兼顧。其儲能電池電池基于正向設(shè)計、機理分析及測試仿真建模，已沉淀出成熟的電池產(chǎn)品安全技術(shù)平臺，系統(tǒng)層級同樣實施正向設(shè)計和研發(fā)，實現(xiàn)早期故障預(yù)警及全生命周期安全管理。
19 欣旺達 314Ah
欣旺達推出的大容量儲能電芯容量達到314Ah，單顆電芯能量接近一度電。該款電芯尺寸沿用儲能市場現(xiàn)有280Ah電芯的“71173”系列尺寸，有助于其應(yīng)用于源網(wǎng)側(cè)儲能場景，循環(huán)次數(shù)達12000次，兼具大容量與長壽命的優(yōu)勢。
20 雙登集團 315Ah
雙登集團315Ah儲能電芯，尺寸與市場上通用的280Ah電芯相同，實現(xiàn)在尺寸不變的基礎(chǔ)上有效提升電芯的能量密度，便于匹配主流的儲能系統(tǒng)。此外，此電芯的循環(huán)次數(shù)超過8000次，在提高能量密度的同時兼顧了循環(huán)壽命，有效提升了產(chǎn)品的使用性能。
21 盛虹動能 300Ah
盛虹動能研發(fā)的300Ah電芯產(chǎn)品采用了主流市場常用的71173系列尺寸，兼容0.5Cp和1Cp工作倍率，循環(huán)壽命高達10000次，兼具使用性與長壽命優(yōu)勢。此外，該款電芯安全穩(wěn)定性好，支持針刺、跌落等超24項安全可靠性測試，已通過UN38.3安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。
22 捷威動力 360Ah
捷威動力在5月CIBF上展出了360Ah電力儲能專用電芯，尺寸區(qū)別于傳統(tǒng)的280Ah儲能電池尺寸，能量密度做到180Wh/kg，循環(huán)壽命突破12000次，能量效率高達95%，具有高安全、高能量、高效能、長壽命等優(yōu)勢。該產(chǎn)品通過疊片電芯設(shè)計，能夠顯著降低電池的阻抗，由此帶來的熱耗降低達10%以上。
此外，捷威動力布局了280Ah、305Ah、380Ah等儲能專用電芯系列產(chǎn)品，目標(biāo)是實現(xiàn)對發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)等全場景的產(chǎn)品覆蓋。
23 邢東鋰電 300Ah
邢東鋰電發(fā)布的300Ah大容量電芯尺寸同71173系列，可適用于多個大型儲能應(yīng)用場景，能量密度也得以提升，其重量能量密度≥174Wh/kg。
24 正力新能 314Ah
正力新能發(fā)布了容量高達314Ah的大容量儲能專用電池，能量密度為180Wh/kg，循環(huán)壽命突破12000次，能量效率高達95%，零下20℃容量保持率在91%以上。
截至目前，正力新能已推出50Ah、104Ah、280Ah、302Ah、314Ah等儲能產(chǎn)品系列，完成對工商業(yè)、戶儲等各種應(yīng)用場景的產(chǎn)品覆蓋。同時，正力新能還能夠針對客戶的應(yīng)用場景需求，提供定制化的儲能產(chǎn)品。
