中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：不論是大容量電芯，還是大規(guī)模系統(tǒng)，“更大”已成為儲(chǔ)能產(chǎn)品的主要迭代方向。隨著500Ah+、600Ah+乃至700Ah+等大容量電芯的不斷涌現(xiàn)，第三代儲(chǔ)能電芯“進(jìn)階戰(zhàn)”再度打響。
“當(dāng)前，在儲(chǔ)能電站規(guī)?；l(fā)展的趨勢下，推動(dòng)大容量電芯和系統(tǒng)集成方案的迭代升級(jí)，已成為企業(yè)應(yīng)對(duì)市場趨勢的戰(zhàn)略選擇?！睒I(yè)內(nèi)專家分析指出，降本增效是電池廠商做大儲(chǔ)能電芯容量的主要驅(qū)動(dòng)力，但不宜盲目追求“大”，下一代儲(chǔ)能電芯想要成功，綜合性能最優(yōu)更重要。
大容量儲(chǔ)能電芯成為戰(zhàn)略選擇
儲(chǔ)能電池是儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心部件，成本通常占到儲(chǔ)能系統(tǒng)的六成左右。Ah是電芯的容量單位，代表其可以存儲(chǔ)多少電量。
按照容量不同，市場主流儲(chǔ)能電池可劃分為三代產(chǎn)品，第一代為280Ah電芯產(chǎn)品，第二代則以314 Ah容量為代表。當(dāng)前，隨著500Ah+、600Ah+乃至700Ah+等不同規(guī)格的大容量電芯不斷涌現(xiàn)，第三代大容量儲(chǔ)能電池迭代升級(jí)正式開啟。
海辰儲(chǔ)能∞Cell 587Ah大容量儲(chǔ)能電池
“做大電芯容量的主要目的是為了滿足大容量項(xiàng)目的發(fā)展需要。”海辰儲(chǔ)能應(yīng)用工程總監(jiān)劉宇軒在采訪中告訴記者，當(dāng)前，國內(nèi)及海外儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模正逐步邁向GWh（吉瓦時(shí)）量級(jí)，長時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目的占比也持續(xù)提升，在此趨勢下，推動(dòng)大容量電芯和系統(tǒng)集成方案的迭代升級(jí)，已成為企業(yè)應(yīng)對(duì)市場趨勢的戰(zhàn)略選擇。
降本增效是電池廠商做大儲(chǔ)能電芯容量的主要驅(qū)動(dòng)力。“大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠帶來諸多顯著優(yōu)勢，例如采用更大容量的電芯后，儲(chǔ)能系統(tǒng)所使用的電池?cái)?shù)量和零部件數(shù)量將因此減少，有效降低了其整體成本；同時(shí)，還可以大幅減少占地面積、顯著提升集成效率等?！眲⒂钴幷f道。
據(jù)億緯鋰能負(fù)責(zé)人介紹，相比280Ah儲(chǔ)能電芯，其560 Ah電芯可使儲(chǔ)能系統(tǒng)集成應(yīng)用成本降低10%，如今，該公司儲(chǔ)能電芯容量已進(jìn)一步提升至628 Ah。
大容量電芯的迭代，也推動(dòng)著儲(chǔ)能系統(tǒng)集成效率提高，系統(tǒng)容量容量提升至6MWh，甚至9MWh。
寧德時(shí)代全球首款9MWh超大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案——TENER Stack
近日，寧德時(shí)代發(fā)布了全球首款9MWh超大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案——TENER Stack，采用565Ah電芯，單機(jī)儲(chǔ)能容量能為約150輛家用電動(dòng)汽車充電；遠(yuǎn)景儲(chǔ)能推出8MWh+儲(chǔ)能系統(tǒng)，搭配使用700Ah電芯，能量密度超過440Wh/L；海辰儲(chǔ)能∞Power 6.25MWh 2h/4h全場景大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)可靈活適配2小時(shí)和4小時(shí)及以上儲(chǔ)能需求，其中，2h儲(chǔ)能系統(tǒng)基于587Ah儲(chǔ)能電芯打造，4h儲(chǔ)能系統(tǒng)則基于1175Ah儲(chǔ)能電芯……
儲(chǔ)能電芯、系統(tǒng)、電站三者息息相關(guān)，共同構(gòu)成一條相互推動(dòng)的向上通道。比亞迪儲(chǔ)能及新型電池事業(yè)部總經(jīng)理尹小強(qiáng)表示，從電網(wǎng)角度看，儲(chǔ)能電站要做大，才能把慣量做得更強(qiáng)，與強(qiáng)電網(wǎng)匹配。但大電站如果用小電芯，就需要堆很多電池，不僅成本很高，從概率角度看，電池?cái)?shù)量增多安全風(fēng)險(xiǎn)隨之增加?！叭绻姵刈龃?，電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)有效管理，相當(dāng)于電站很大，而電池?cái)?shù)量減少，對(duì)安全有益?！币?qiáng)稱。
第三代儲(chǔ)能電芯“眾說紛壇”
不過，截至目前，第三代儲(chǔ)能電芯的容量、尺寸規(guī)格仍未確定，各企業(yè)“眾說紛壇”。
寧德時(shí)代、海辰儲(chǔ)能重點(diǎn)布局587Ah電芯；國軒高科發(fā)力688Ah電芯；陽光電源預(yù)判下一代儲(chǔ)能電芯將定型為625Ah規(guī)格；瑞浦蘭鈞認(rèn)為392Ah將是行業(yè)內(nèi)能最快實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的新一代電芯，相較于500Ah+電芯，其在安全性、可制造性、能量效率、循環(huán)壽命等方面的表現(xiàn)更為均衡，是現(xiàn)階段綜合性能較優(yōu)的產(chǎn)品之一；而億緯鋰能則實(shí)現(xiàn)了628Ah電芯量產(chǎn)，成為業(yè)內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)超過600Ah大電芯量產(chǎn)的企業(yè)。
“一開始，我們預(yù)計(jì)314Ah電芯會(huì)有更長的市場生命周期，但其迭代速度超出預(yù)期。為此，我們率先研發(fā)了1175Ah大容量電芯，但由于大電流特性限制，該電芯只適用于4h及以上的儲(chǔ)能系統(tǒng)。為兼顧儲(chǔ)能市場中2小時(shí)的應(yīng)用需求，我們基于千安時(shí)電芯的6.25MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)平臺(tái)，逆向分解產(chǎn)品方案，最終開發(fā)了587Ah的電芯及其系統(tǒng)產(chǎn)品，并從電池的能量密度、安全性、循環(huán)壽命等維度綜合考慮，選擇了73.5*286*216mm (W*L*H)尺寸。我們認(rèn)為該容量和規(guī)格尺寸在系統(tǒng)集成效率和成本控制方面實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)平衡。”談及為何選擇587Ah電芯，劉宇軒介紹道。
在他看來，多種電芯并存的現(xiàn)象，是在市場發(fā)展趨勢的倒逼下，企業(yè)做出的選擇。他進(jìn)一步解釋說，隨著應(yīng)用場景的日益豐富以及成本控制的持續(xù)推進(jìn)，在不同應(yīng)用場景下，客戶的需求呈多樣化，預(yù)計(jì)多款電池規(guī)格并存的局面仍將持續(xù)一段時(shí)間。至于最終會(huì)形成何種格局，還需結(jié)合具體場景應(yīng)用的細(xì)分情況來綜合判斷。
“短期內(nèi)，多種儲(chǔ)能電芯規(guī)格并存將增加系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)成本、運(yùn)維復(fù)雜度等，但也倒逼行業(yè)加速探索模塊化、智能化解決方案。長期來看，隨著場景細(xì)分與標(biāo)準(zhǔn)收斂，‘核心規(guī)格主導(dǎo)+細(xì)分場景適配’的格局將逐步形成，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)多樣性與系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的平衡?！眲⒂钴幷f道。
而對(duì)于下一代電芯的定義，陽光電源主要考量四個(gè)因素。一是技術(shù)發(fā)展趨勢和工藝要求，二是客戶對(duì)于電芯的壽命要求、效率要求、能量密度、占地面積等，三是國內(nèi)外對(duì)于儲(chǔ)能電芯的安全標(biāo)準(zhǔn)、性能標(biāo)準(zhǔn)和消防驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等，最后是國內(nèi)外不同的物流運(yùn)輸要求。
“目前下一代電芯規(guī)格處于起步期的混亂階段，但儲(chǔ)能電芯需要標(biāo)準(zhǔn)化，以提升全行業(yè)效率，才能真正為客戶創(chuàng)造價(jià)值?！痹陉柟怆娫垂鈨?chǔ)集團(tuán)副總裁、儲(chǔ)能事業(yè)部總裁徐清清看來，下一代儲(chǔ)能電芯想要成功，必須要滿足兩個(gè)要求，第一是真正給客戶帶來更多價(jià)值，電芯的容量最終要精準(zhǔn)匹配交流側(cè)系統(tǒng)的調(diào)度需求；第二是要有至少3到5年的生命周期。
不宜盲目求“大”
雖然儲(chǔ)能電芯“向大而行”已成為行業(yè)趨勢，不過業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為，盲目追求大容量并不可取，綜合性能最優(yōu)才更重要。
儲(chǔ)能電芯為何不是越大越好？業(yè)內(nèi)專家指出，一方面，電芯尺寸增加會(huì)引發(fā)內(nèi)阻上升、產(chǎn)熱加劇及循環(huán)效率降低等問題；同時(shí)，全生命周期內(nèi)電解液浸潤、制造工藝的適配性也進(jìn)一步限制了電芯的最大尺寸。另一方面，電芯設(shè)計(jì)需與儲(chǔ)能系統(tǒng)整體協(xié)同，包括集裝箱尺寸、變流器（PCS）功率及整站配置等。因此，要從系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，綜合分解電芯的容量與尺寸需求。
徐清清指出，電芯大容量也并不等于高能量密度，電芯容量放大的同時(shí)，能量密度是否相應(yīng)地提升非常關(guān)鍵?！皟?chǔ)能產(chǎn)品應(yīng)該做到與光伏產(chǎn)品同壽命，達(dá)到25年使用壽命。以前儲(chǔ)能系統(tǒng)可能每天最多1次充放電循環(huán)，隨著儲(chǔ)能參與電力現(xiàn)貨、輔助服務(wù)市場，現(xiàn)在可能有1.5次乃至2次循環(huán)，對(duì)儲(chǔ)能循環(huán)壽命要求更高。要降低度電成本，效率也非常重要，否則產(chǎn)品全生命周期充放電的吞吐量會(huì)大幅降低。因此，儲(chǔ)能電芯產(chǎn)品的長壽命、高能量密度、高效率，是一個(gè)本體不斷尋優(yōu)過程?！毙烨迩逭f道。
中創(chuàng)新航高級(jí)副總裁王小強(qiáng)表示，電芯做大的背后，有大量的技術(shù)支撐?！昂芏嗳擞X得我們只是把電芯做大，其實(shí)不是這樣的，能把電芯做大，它本身需要的能力非常多。比如，電芯做大之后，要求有更好的能效更長的循環(huán)，電芯越大循環(huán)越難做，能效越難做，發(fā)熱量也會(huì)越大，熱管理怎么去做就帶來了一系列挑戰(zhàn)?！敝袆?chuàng)新航高級(jí)副總裁王小強(qiáng)表示，電芯做大是行業(yè)發(fā)展的必然方向，但同時(shí)也需滿足三大需求，即成本降低、安全性能可控有保障以及產(chǎn)品性能滿足電站需求。
“如何在海運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)20尺集裝箱的有限空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)電池容量、安全與成本的完美平衡，從而為客戶創(chuàng)造更高更精細(xì)化的價(jià)值及收益？這是在500Ah+及其6MWh+的大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)成為市場主流的當(dāng)下，產(chǎn)業(yè)升級(jí)面臨的挑戰(zhàn)?！眲⒂钴幷f道。
截至目前，500Ah以上的儲(chǔ)能電芯尚未實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用，未來一段時(shí)間，三代電芯共存的局面仍將持續(xù)。
