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儲能280Ah大電芯時代開啟
日期:2022-06-02   [復制鏈接]
責任編輯:sy_qianjiao 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
“高大儲能”漸成儲能行業(yè)發(fā)展新的“風向標”。

“高大”指的是儲能系統(tǒng)高電壓等級和大容量電芯。“大”指目前ESS行業(yè)流行的大容量電芯,可以大幅提升儲能系統(tǒng)能量密度,是系統(tǒng)發(fā)展選擇的重要趨勢之一,目前主要指的是280Ah大電芯。GGII研究也表明,280Ah大電芯正在成為大型儲能市場角逐的“利器”。

最近,廈門海辰新能源、中創(chuàng)新航、瑞浦、楚能新能源等紛紛擴產(chǎn)280Ah電芯。5月29日,廈門海辰新能源鋰電智能制造一期項目的M1智慧工廠完成交付并開始投產(chǎn)。廠房總體布局5條鋰電制造產(chǎn)線,年產(chǎn)能15GWh。同月19日,其還宣布在重慶投資130億元新建50GWh新一代儲能鋰電池生產(chǎn)基地,重點擴產(chǎn)280Ah等電力儲能應用電池產(chǎn)品。5月下旬,中創(chuàng)新航發(fā)布船舶市場儲能產(chǎn)品方面,覆蓋280Ah等系列電芯和多款電池包。種種跡象表明,大容量電芯逐步滲透市場。

國內(nèi)已有超10家電芯企業(yè)銷售280Ah電池產(chǎn)品

根據(jù)GGII(高工產(chǎn)業(yè)研究院)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)已超過10家電芯企業(yè)對外銷售其280Ah磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品。

 國內(nèi)280Ah大電芯上市時間(部分)注:上市時間指在公開渠道可查詢到該產(chǎn)品的時間。
資料來源:高工產(chǎn)研新能源研究所(GGII),2022年5月

不論是是圓柱鋰電池還是方形鋰電池電池,都逐漸向單體電芯容量更大發(fā)展。圓柱鋰電池從18650不斷發(fā)展為21700、4680等大圓柱,方形鋰電池從VDA尺寸電芯、到MEB平臺電芯、再到現(xiàn)階段的(長、短)刀片電池,技術演變的方向主要向單體電芯容量不斷提高發(fā)展。GGII認為,方形電芯單體容量從過去的50/100Ah逐步升級到280Ah也符合上述演變趨勢。

追溯280Ah電芯問世歷史,2020年,寧德時代重磅推出其主打長循環(huán)壽命的271Ah & 280Ah電芯,并完成UL 9540A測試和實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)?;谶@一長壽命電芯技術,寧德時代于2020年推出了戶外液冷電柜EnerOne。據(jù)介紹,這一產(chǎn)品采用280Ah磷酸鐵鋰電芯,放電速率為1C,循環(huán)壽命可達10,000次。不過,寧德時代也萬萬沒想到自己將開啟儲能280Ah電芯時代。

據(jù)GGII統(tǒng)計,當前下游業(yè)主和投資者對280Ah大電芯的關注度快速上升:2022年1月中國華能集團發(fā)布儲能電池采購和租賃招標公告,共采購儲能電芯2GWh,要求單體容量不低于280Ah;江蘇天合在今年2月也向鵬輝子公司江蘇天輝采購150/280/300Ah鋰電池電芯,合同金額6~9億元。巨頭的頻頻布局,表明大容量電芯已成為電芯企業(yè)進軍高端、大規(guī)模儲能市場,獲取吉瓦時級別訂單的“入場券”。

280Ah電芯能否統(tǒng)一ESS江山?

關于把儲能系統(tǒng)的電池單體到底做多大?業(yè)界仍有一些爭議。因為與國內(nèi)不同,國外三星SDI和LG化學主打的三元電芯不超過120Ah,尤其是特斯拉更是將小電芯的優(yōu)勢發(fā)揮到了極致。

有企業(yè)人士告訴高工儲能,280Ah電芯是源于動力電池。但是儲能是跟動力差異很大的領域,所以280Ah是否儲能“頂流”還有待考證。比亞迪320Ah的儲能電芯也即將面市。

選擇210Ah大儲能電芯的中天科技新能源產(chǎn)業(yè)集團總裁繆永華先生也向高工儲能表示,“電芯不是一味追求大,更應該考慮的是安全性和長循環(huán)壽命。當時中天儲能選擇210Ah電芯,主要是基于投資成本考慮,做大電芯是遵循市場發(fā)展規(guī)律,還要考慮電網(wǎng)側(cè)對于儲能高安全性的要求。”

通常來說,大容量電芯散熱相對更難,儲能系統(tǒng)的一致性控制難度增加,其能量密度更高;而小電芯在系統(tǒng)集成過程中需要多個串聯(lián)、并聯(lián)的時候,BMS和EMS不可能每個節(jié)點都去做采樣,如果每個電芯數(shù)據(jù)都采集,這樣電芯管理、技術更復雜,集成成本很高。

中天儲能總工譚清武先生談到,由于BMS的局限性,儲能電芯單體要做大,但并不是無限大。因為電池單體越大,能量就越高,一旦出現(xiàn)風險,釋放的速度和能量都更大。所以不能一味的追求大??偟脑瓌t,應該是要基于高安全和長循環(huán)壽命做考考慮。

譚清武指出,“越來越多企業(yè)涌入‘280Ah電芯研發(fā)賽道’,且不談那些有實力的廠家做法,但一些新晉企業(yè)也紛紛涌入,就讓人有些覺得是在盲目‘跟風’。”

高工儲能還采訪了不涉及電芯業(yè)務的專業(yè)集成商的聲音。南京南瑞繼保電氣有限公司儲能行業(yè)總監(jiān)繆楠林先生向高工儲能表示,由于電芯規(guī)格與產(chǎn)品設計深度耦合,從行業(yè)發(fā)展規(guī)律看,(電芯)會自然收斂到統(tǒng)一的規(guī)格。目前來看,280Ah 尺寸在短期內(nèi)是普遍比較認可的統(tǒng)一規(guī)格。隨著技術迭代,電芯容量可能會繼續(xù)增加,但尺寸會逐漸走向固定。從集成商角度,也會逐漸要求市場的電芯規(guī)格走向統(tǒng)一。

280Ah電芯優(yōu)勢明顯 仍有一定技術挑戰(zhàn)

有不愿具名的知名企業(yè)高管告訴高工儲能,目前280Ah大容量電芯逐漸被大型儲能市場認可,這個趨勢還是很明顯的。其中的優(yōu)勢包括四點:1. 減少并聯(lián)數(shù);2. 可支持更大時長儲能系統(tǒng);3. BMS管理更容易;4. 大批量應用的成本優(yōu)勢。

GGII研究顯示,相比50-100Ah的容量電池,280Ah及以上大電芯優(yōu)勢主要集中在:1)在pack端零部件使用量減少,擁有天然的成本優(yōu)勢;體積能量密度更高;2)大電芯更容易獲得高容量;安全性提升;3)使用大電芯在后端集成領域裝配工藝簡化度高,可大幅度節(jié)省土地基建、集裝箱等方面的成本投入?;谏鲜鰞?yōu)勢,280Ah電芯正加速在風光發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、共享儲能側(cè)和部分大型移動式ESS應用等追求低成本、大容量和安全性的場景替代過去傳統(tǒng)50Ah和100Ah電芯產(chǎn)品。

生產(chǎn)工藝方面,280Ah大電芯主要有疊片和卷繞兩種工藝。其中卷繞的優(yōu)勢在于自動化程度高,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)線效率可達到9-11PPM。但卷繞生產(chǎn)的280Ah電芯存在均一性較差,電芯機械應力、厚度增大存在C角等問題。疊片工藝來源于軟包電池,由于極片接觸面更大,不存在機械應力和C角等問題,生產(chǎn)的大電芯產(chǎn)品一致性更好,循環(huán)壽命更高。疊片工藝的缺點主要有極片毛刺去除和效率偏低方面,同時良率不及卷繞工藝。

據(jù)GGII分析,單體電芯大型化也為產(chǎn)品研發(fā)與生產(chǎn)帶來一定挑戰(zhàn)。首先是電芯體積和容量增大,導致電芯自身散熱性能變差,其次是電芯鼓脹問題相比過去的型號更加明顯,最后是280Ah大電芯生產(chǎn)效率偏低,頭部企業(yè)產(chǎn)線效率在6~11PPM,遠低于50和100Ah方形電芯。在此背景下,280Ah的規(guī)?;l(fā)展必然需要電芯設計理念的創(chuàng)新,尤其是熱均衡和電均衡設計,熱管理技術方面。

原標題:儲能280Ah大電芯時代開啟 
 
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來源:高工儲能
 
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