中國儲能網(wǎng)訊:鋰電內(nèi)卷,電芯越做越大。
在鋰電應(yīng)用從3C到汽車,尤其再到儲能的過程中,電芯不斷做大,從50Ah到280Ah,再到314Ah,甚至500Ah+。
確實(shí),無論電芯還是系統(tǒng),做大縱然是好,BOS成本更低。但是,也不可能無限做大,還要兼穩(wěn)定性、安全性等品質(zhì)及應(yīng)用約束條件。
鋰電競爭激烈,創(chuàng)新突破歷來不易,可實(shí)現(xiàn)的差異化方向不多,但是在“做大”方面,更容易見成效,也成為各大鋰電池企業(yè)競相角逐的方向。
01
電芯越做越大
電芯要做大,也并非易事。
按照目前占據(jù)主流地位的卷繞工藝,由于存在多處彎折區(qū)域和集流體焊接區(qū)域,內(nèi)部空間利用率低,并且會有卷繞張力的不均勻和形變等現(xiàn)象,因此在做大過程中劣勢更加明顯,存在天花板。
為此,疊片技術(shù)開始受到推崇。
疊片工藝具有更高能量密度、更穩(wěn)定內(nèi)部結(jié)構(gòu)、更長循環(huán)壽命、更安全等特點(diǎn),與大容量電芯有著更高的適配度。
目前,在500Ah+的大電芯中,疊片技術(shù)已經(jīng)被多家主流廠商使用,并成為鋰電“大趨勢”的重要推手。
更重要的是,疊片技術(shù)推動刀片電池發(fā)展,而刀片電池又進(jìn)一步突破了方殼電池在“尺寸”方面的天花板,可以做得更大。
在疊片技術(shù)及刀片電池的雙重加持下,電芯“大趨勢”更加明顯,沒有最大,只有更大,從500Ah+到600Ah+,再到700Ah+,“大趨勢”競賽激烈,眼花繚亂。
02
系統(tǒng)也越做越大
不光電芯,系統(tǒng)也越做越大。
不過,相對電芯,系統(tǒng)做大倒是更容易。
畢竟,電芯是復(fù)雜的電化學(xué)結(jié)構(gòu),而系統(tǒng)則是面向應(yīng)用場景的電力電子解決方案,技術(shù)難度系數(shù)更低。
電芯做大,在乘用車動力電池領(lǐng)域,并不敏感,它們更多追求能量密度、安全性、低溫性能和快充性能。
但是,在儲能領(lǐng)域,包括部分工程機(jī)械動力電池系統(tǒng),可謂“越大越好”,降本效應(yīng)更加突出,作為生產(chǎn)資料也更加敏感。
如今,儲能系統(tǒng)的容量已經(jīng)普遍突破5MWh,部分開始邁入6MWh甚至8MWh。
無論是做大電芯,還是做大系統(tǒng),已經(jīng)成為儲能電池“內(nèi)卷”的主要方向和重要推手。
不大不歡。
03
從CTM到CTP、CTC、CTS……
集成方式,也是“大趨勢”的衍生品。
電芯大了,有啥好處?主要還是降低成本,除了本身BOS成本降低,還有就是后續(xù)集成工藝可以更豐富,集成成本也可以更低。
電芯屬于比較標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品,而集成則是基于不同的應(yīng)用場景和應(yīng)用需求,進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì),屬于應(yīng)用。
早期比較成熟的集成方式,都是先Cell to Module,模組其實(shí)也是一個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品,通過模組再進(jìn)一步集成為PACK,PACK在電動汽車中,屬于比較個(gè)性化的結(jié)構(gòu),不同車型的PACK不同,包括容量、尺寸、結(jié)構(gòu)、排布等均個(gè)性化設(shè)計(jì)。
隨著集成度的提高,就省去了Cell to Module,直接Cell to PACK,相當(dāng)于省掉了中間工藝環(huán)節(jié),降低成本,這個(gè)要么電池企業(yè)需要對下游電動汽車比較熟悉,要么下游電動汽車對上游電力電子比較熟悉。
如今,在電動汽車領(lǐng)域,還有一種技術(shù)路線叫Cell to Chassis,把電芯直接集成到汽車底盤,相當(dāng)于把PACK環(huán)節(jié)省掉了,直接把電芯集成到到汽車結(jié)構(gòu)當(dāng)中,進(jìn)一步降低成本,這個(gè)對擁有電池業(yè)務(wù)的電動汽車一體化企業(yè)比較有優(yōu)勢。
不光電動汽車領(lǐng)域,在儲能領(lǐng)域,也可以直接實(shí)現(xiàn)Cell to RACK甚至Cell to System,從電芯直接到簇或系統(tǒng)層面,省掉中間Module或RACK環(huán)節(jié),更是大幅降低系統(tǒng)集成成本。
尤其是刀片電池的出現(xiàn),大幅提高了Cell to PACK和Cell to Chassis的可能,刀片電池本身可以看成一個(gè)Module,或者說把Module環(huán)節(jié)做到了電芯層面。
可見,在鋰電池越做越大的過程中,不僅可以直接電芯做大,也可以直接系統(tǒng)做大,還有CTP以及CTC、CTS等集成技術(shù)的創(chuàng)新和嘗試。
鋰電競相“做大”,也反映了鋰電創(chuàng)新的乏力,大家只能在容量上不斷做文章,但做大終歸有天花板和局限性,這也是令人嘆息的地方。