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多家企業(yè)密集布局大圓柱儲能用磷酸鐵鋰電池
日期:2022-09-07   [復制鏈接]
責任編輯:sy_luxiaoyun 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
以46系列為代表的大圓柱三元電池,正在乘用車市場攻城略地,開啟新一輪主流技術路線之爭。

而以磷酸鐵鋰材料為主的大圓柱電池,同樣在家用儲能市場展開洶涌攻勢。電池中國了解到,目前包括億緯鋰能、鵬輝能源、海辰儲能、中比新能源、時代聯(lián)合等電池企業(yè)陸續(xù)推出了針對家用儲能市場的大圓柱磷酸鐵鋰電池。

大圓柱磷酸鐵鋰電池受到家儲市場的青睞,一方面是得益于全極耳技術、制造工藝和材料體系優(yōu)化,使得大圓柱磷酸鐵鋰產(chǎn)品在成本、容量、性能、循環(huán)和安全方面優(yōu)勢凸顯;另一方面,自2021年以來,歐洲能源成本和電價持續(xù)攀升,疊加俄烏戰(zhàn)爭和海外大型停電事件,尤其是近年來極端天氣頻發(fā),使得能源供給難度增加,居民用電需求和用電成本大增,戶用儲能市場超預期爆發(fā)。有機構預測,2022年全球將迎來戶用儲能爆發(fā)新階段,到2025年,全球家儲市場規(guī)模為60.3GWh,年復合增長率高達55.9%。

家用儲能系統(tǒng)容量從3kWh~5kWh向5kWh~20kWh迭代,儲能系統(tǒng)的升級對電池容量、成本、功率和壽命也提出了要求。

業(yè)內(nèi)人士分析指出,在家用儲能市場,對容量、便攜的需求不同,進而對電芯靈活串并聯(lián)提出了更高要求,而圓柱電池的靈活成組優(yōu)勢得以突顯。

相較于傳統(tǒng)小圓柱電池,大圓柱電池尺寸增加,單體電池的容量更高,組成PACK后串并聯(lián)和結構件減少,有利于降低成本,結合市場需求和技術迭代來看,大圓柱正成趨勢。

電池中國從知情人士處了解到,億緯鋰能針對家儲市場,已推出40135系列大圓柱磷酸鐵鋰電池。

日前,鵬輝能源透露,其40135型號大圓柱磷酸鐵鋰電池已經(jīng)收到客戶訂單,該電池采用無(全)極耳結構、磷酸鐵鋰低溫超導和全周期動態(tài)均衡技術,具備超強動力、超長續(xù)航、寬溫程使用等特點,該款電池適用于便攜儲能、戶用儲能以及電動輕型車等領域。

近日,廈門海辰儲能也發(fā)布了針對戶用儲能場景的大圓柱電池,產(chǎn)品規(guī)格覆蓋46800-46300,單體容量從10Ah到50Ah不等,靈活適配性強,可滿足多種戶用儲能應用場景定制化需求。

海辰儲能首席產(chǎn)品代表潘緯韜表示:“全球地緣政治摩擦加劇,使得能源供給難度增加,歐洲地區(qū)電價出現(xiàn)快速上漲,戶用儲能出現(xiàn)規(guī)?;谋l(fā)態(tài)勢。我們開發(fā)了46毫米大圓柱專用電池,比傳統(tǒng)的小圓柱電池在成本、靈活性、安全、壽命以及存儲一致性上都有大幅度的提升。”

此外,包括時代聯(lián)合、中比新能源、華立源和博力威等企業(yè)都在通過做大圓柱電芯尺寸,來降低成本,以滿足家用儲能電池應用場景需求。

針對家用儲能市場,電池企業(yè)相繼推出大圓柱磷酸鐵鋰電池,目前主要有以下特征和趨勢:

1、大圓柱規(guī)格較多,尚未形成幾款主流型號

與三元大圓柱電池大多基于46系列不同,針對家用儲能市場,目前各家企業(yè)生產(chǎn)的電芯產(chǎn)品規(guī)格和型號有所區(qū)別。

例如億緯鋰能、鵬輝能源的大圓柱電芯主要為40135型號(直徑40mm,高度135mm),海辰儲能則是基于46mm直徑,高度覆蓋80mm~300mm。另外有一些企業(yè)生產(chǎn)的家儲用大圓柱電芯從直徑26mm~60mm不等都有布局。

業(yè)內(nèi)人士分析指出,目前家儲大圓柱電池在直徑和高度上不同,一方面是產(chǎn)品處于早期階段,尚未形成統(tǒng)一標準;另一方面也與家儲產(chǎn)品特點有關,目前家儲產(chǎn)品仍處于初步發(fā)展階段,產(chǎn)品規(guī)格和型號還未規(guī)范化,同時家儲定制化電芯需求也比較多,多家企業(yè)推出可定制化電芯設計,目的是適配不同場景產(chǎn)品需求。

2、全極耳(多極耳)技術或成標配,針對磷酸鐵鋰材料進行優(yōu)化

“全極耳”技術是實現(xiàn)高功率密度的重要環(huán)節(jié),它是將整個正負極集流體全部作為極耳,通過集流體與電池殼體或電池蓋板進行全面積連接,可大幅降低電池內(nèi)阻和發(fā)熱量,從而解決高能量密度電芯的發(fā)熱問題,并提高充放電峰值功率。

目前乘用車用大圓柱電池普遍采用了多極耳或者全極耳方式,可以有效降低電池內(nèi)部歐姆阻抗,電池發(fā)熱減少,對連續(xù)充電、放電的倍率性能有很大的提升。

目前具備該技術的企業(yè)也把這一技術移植到針對家儲市場的大圓柱磷酸鐵鋰電池上來。比如億緯鋰能和鵬輝能源的40135大圓柱磷酸鐵鋰電池均采用了全極耳。

另外,針對極端天氣對電池本身的性能和安全的影響,研發(fā)儲能用電芯企業(yè)也采取了多種技術創(chuàng)新,提升大圓柱電池性能。

其中,鵬輝大圓柱電池采用磷酸鐵鋰低溫超導技術,通過鐵鋰材料結構突破、高性能電解液技術開發(fā)、正極高速導電網(wǎng)絡構建、低阻抗極片結構創(chuàng)新等技術,可以讓電池實現(xiàn)-20℃低溫放電保持率91%,-20℃低溫充電不析鋰。

3、壽命瞄準5000次門檻,向更高目標突破


使用壽命作為儲能電池的關鍵指標,針對家用大圓柱儲能電池使用場景需求,傳統(tǒng)圓柱電池2000次循環(huán)壽命顯然無法滿足需求。

在大圓柱工藝和材料創(chuàng)新上,目前相關企業(yè)針對大圓柱儲能電池,已經(jīng)將循環(huán)壽命向5000次甚至更高次數(shù)瞄準,以實現(xiàn)家用儲能電池產(chǎn)品可滿足10年甚至更久的使用需求。

其中,在提升大圓柱電池循環(huán)壽命創(chuàng)新上,海辰儲能采用曲率張力耦合設計、GI系統(tǒng)設計、3D1nfil邊界設計,為大圓柱電池提供了一個舒適的電化學反應環(huán)境,以實現(xiàn)較長的循環(huán)壽命。

安全作為儲能電池最重要的性能要求,是大圓柱電池在生產(chǎn)中需要重點考慮的因素之一。而磷酸鐵鋰材料本身就具備比較高的安全性,且圓柱電池可以使用高強度鋼殼設計,受極組膨脹影響形變小、抗沖擊、可靠性更高,是大圓柱電池安全的重要支撐。另外,鋼殼電池可以更好“圈”住卷芯,在制程以及使用過程中漏液概率更低,從而也更好地保護了電池安全性。材料+工藝+硬件的防護,也使得大圓柱磷酸鐵鋰電池安全性更高,從而成為市場重要路線之一。

此外,就家儲電池應用場景特點,各家電池企業(yè)也針對性地進行了一些主動安全設計,以實現(xiàn)更高的安全性。

圓柱電池作為最成熟的電池工藝路線,在制造效率、定制化生產(chǎn)和配組等方面的優(yōu)勢不言而喻。目前,多家電池企業(yè)針對家用儲能、便攜式儲能應用場景需求,開始重點布局大圓柱磷酸鐵鋰電池,應該正是看到大圓柱電池在成本、一致性、安全、壽命和配組等方面的優(yōu)勢,進行的前瞻布局。未來,隨著產(chǎn)品在性價比、安全性和便攜性方面逐步被驗證,預計會有更多企業(yè)參與進來,大圓柱磷酸鐵鋰電池能否帶動家用儲能電池供給端“變革”值得觀察。

原標題:多家企業(yè)密集布局大圓柱儲能用磷酸鐵鋰電池
 
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來源:電池中國網(wǎng)
 
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