市場上，儲能大容量電芯技術(shù)更新時間越來越短、速度越來越快。電芯容量的快速升級，將給市場和業(yè)主帶來哪些影響?面對種類繁多，規(guī)格不一的產(chǎn)品，為引導(dǎo)行業(yè)有序競爭，又能否推進電芯容量標準化?
▲億緯儲能發(fā)布的新一代“Mr.Big”——LF560K
在市場需求倒逼和技術(shù)進步的共同驅(qū)動下，儲能企業(yè)正圍繞更低度電成本、更長循環(huán)壽命和更高的安全性能展開激烈競爭。其中，大容量電芯被認為是企業(yè)競逐的“利器”。
電芯大容量并非新鮮事物。2020年，寧德時代推出主打長循環(huán)壽命的280Ah電芯，逐漸替代市場原有的50Ah—100Ah(安時)電芯，成為儲能項目招標或產(chǎn)品采購的標配。行業(yè)主流電池廠家紛紛加入，且掀起了大容量競賽熱潮，朝著300Ah、305Ah、314Ah、320Ah、560Ah、1130Ah，更大、超大容量電芯方向邁進。
《中國能源報》記者注意到，市場上，儲能大容量電芯技術(shù)更新時間越來越短、速度越來越快。往往前一項技術(shù)還沒有量產(chǎn)，又有新容量電芯產(chǎn)品發(fā)布。電芯容量的快速升級，將給市場和業(yè)主帶來哪些影響?面對種類繁多，規(guī)格不一的產(chǎn)品，為引導(dǎo)行業(yè)有序競爭，又能否推進電芯容量標準化?
大容量電芯激戰(zhàn)正酣
近年來，國內(nèi)儲能項目招標普遍采用280Ah容量電芯。為減少串并聯(lián)電芯數(shù)量，附帶減少PACK零部件，從而降低儲能成本，提升電芯一致性，電池企業(yè)紛紛在電芯容量上下功夫。據(jù)《中國能源報》記者了解，幾乎所有頭部電芯廠家都推出了大容量電芯技術(shù)，市面上300Ah以上的產(chǎn)品數(shù)量超過30款。
2023年，各大廠商在300Ah以上儲能大電芯的競速更是趨于白熱化。2023年5月，瑞浦蘭鈞首發(fā)320Ah“問頂”儲能電芯，半年后，又推出“問頂”345Ah儲能電芯;8月，億緯鋰能繼560Ah產(chǎn)品后，推出超大疊片智慧電芯“Mr.big”LF560K，電芯容量為628Ah;蜂巢能源全球首款飛疊短刀325Ah儲能電芯于10月在成都基地下線，12月，又發(fā)布710Ah飛疊短刀儲能電芯;海辰儲能4月發(fā)布320Ah新一代電力儲能專用電池，12月又發(fā)布MIC 1130Ah長時儲能專用電池。
“隨著新玩家的不斷涌入以及電芯產(chǎn)能的快速擴張，電芯環(huán)節(jié)的競爭愈發(fā)激烈，企業(yè)為了尋求差異化方案來增加競爭力，不斷創(chuàng)新技術(shù)，推出不同容量的大電芯。”中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟研究部高級研究經(jīng)理孫佳為向《中國能源報》記者表示，大容量已成為電芯發(fā)展的必然趨勢。
據(jù)《中國能源報》記者了解，實現(xiàn)電芯大容量主要有兩種途徑，大多數(shù)廠家沿用280Ah電芯“71173”的尺寸，不斷上探電芯容量，市場多數(shù)300Ah—320Ah電芯新品都沿用這一路線;另一種是突破現(xiàn)有尺寸，探索適合大容量儲能應(yīng)用場景的新規(guī)格。比如，蜂巢能源疊片短刀L500型325Ah儲能專用電芯，厚度僅21MM，比當前280Ah儲能電芯薄了2/3，但尺寸更長。
中國華能清潔能源技術(shù)研究院儲能技術(shù)部主任劉明義向《中國能源報》記者談到，當前，國內(nèi)儲能項目招標普遍要求單體電芯容量大等于280Ah，預(yù)計2024年市場應(yīng)用主流會快速切入300Ah及以上電芯產(chǎn)品。
降低成本的同時也增加風險
各家企業(yè)競相推出大容量電芯，初衷都是降本以增強產(chǎn)品競爭力。比如，億緯鋰能的LF560K大電芯，相比此前的LF280K儲能專用電池，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。
繼280Ah之后，未來是否會由某一規(guī)格的電芯占據(jù)市場主導(dǎo)地位?華北電力大學(xué)教授鄭華向《中國能源報》記者分析，這取決于多方因素，電芯要在成本、經(jīng)濟、安全方面尋求平衡，能切實給業(yè)主帶來新的“提效降本”或創(chuàng)造新的“價值”。而280Ah之后，大電芯帶來的最大隱患是安全問題，隨之而來的是各環(huán)節(jié)的安全成本與風險的激增。這也是從50Ah—100Ah電芯升級到280Ah電芯時，熱管理技術(shù)由風冷為主發(fā)展到以液冷、全浸沒為主的根本驅(qū)動力。
大容量電芯并非只是簡單地放大電芯容量。孫佳為進一步指出，電芯容量增大后，電池充放電過程中(在相同倍率下)，電芯的發(fā)熱量隨之增加，熱失控風險隱患增加。大電芯會導(dǎo)致內(nèi)部及表面溫度不均勻性增加，如果各電芯溫度差增大，電芯之間一致性隨之降低造成電芯衰減率提高，進而降低電芯的使用壽命。
大容量電芯對廠商設(shè)計和制造能力提出更高要求。“一種商品過快更迭對企業(yè)和用戶而言都不是好事。”在鄭華看來，電芯大容量對提升效率、降低成本有很好的推動作用，但也給系統(tǒng)集成、運維環(huán)節(jié)帶來新的難題。即使各個廠商電芯容量相同，其物理尺寸、形狀、重量、充放電特性也存在一定差異，這也對PACK、系統(tǒng)集成有一定影響。
“從電芯生產(chǎn)到組裝集成、項目施工、產(chǎn)品應(yīng)用，有較長的開發(fā)周期和較大的開發(fā)費用。市場一方面追求極低的度電成本，另外一方面也不太愿意切換得過快。儲能是高價資產(chǎn)項目，若市場間隔半年就出現(xiàn)一代新品，對客戶而言，是一件非常難堪的事情。”業(yè)內(nèi)人士稱，當前儲能電池已經(jīng)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩傾向，若盲目投資致使原有設(shè)計產(chǎn)能跟不上市場電芯升級的速度，恐導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)和資源浪費。
尋求產(chǎn)品綜合性能的均衡
基于上述情況，能否構(gòu)建電池規(guī)格標準，以標準化引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展?
在鄭華看來，標準化是產(chǎn)業(yè)成熟的一個標志。只有標準化才能更好地降本增效，實現(xiàn)儲能全生命周期成本與收益的最大化。但不同發(fā)展階段，針對不同應(yīng)用場景，會出現(xiàn)不同的標準產(chǎn)品，用戶會根據(jù)自身需求選擇適合的產(chǎn)品。
“作為系統(tǒng)集成商，統(tǒng)一規(guī)格有利于提高系統(tǒng)兼容性，減少項目設(shè)計適配成本。作為業(yè)主，其實并不關(guān)注里面的電芯長什么樣子，容量是多少，更在意的是安全和整體效益，能否算得過經(jīng)濟賬。”劉明義坦言，電芯產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展初期，各個廠家的配方體系、制造工藝都有差異，儲能電芯統(tǒng)一標準執(zhí)行難度較大。應(yīng)該交給市場選擇，市場自然會推動幾類容量電芯產(chǎn)品成為事實標準。
對于大容量電芯的未來走向，孫佳為同樣認為，電芯企業(yè)會以市場為導(dǎo)向，進行多種電池容量、電池尺寸、多種配方體系、多種制造工藝的電芯研發(fā)。隨著技術(shù)不斷推陳出新，未來儲能電芯容量可能會繼續(xù)增加，但尺寸會逐漸走向固定。從集成商角度來看，為保證設(shè)計方案的可持續(xù)性以及提高集成的整體效率，會逐漸要求使用的電芯尺寸規(guī)格保持統(tǒng)一，提升設(shè)備交付速度以及降低設(shè)備故障率。
儲能電芯不是為了大而大，一定要產(chǎn)品綜合性能上達到均衡。孫佳為指出，目前，各廠商針對大容量電芯的開發(fā)方向和制造工藝差異較小，企業(yè)要以市場應(yīng)用為導(dǎo)向，以創(chuàng)新驅(qū)動為核心，針對不同應(yīng)用場景，開發(fā)差異化產(chǎn)品，充分挖掘企業(yè)特有的核心競爭力。
儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異，鄭華提醒，電芯“大時代”正處于百花齊放的階段，其中不乏“曇花一現(xiàn)”的產(chǎn)品，企業(yè)要審時度勢、避免盲從，唯有持續(xù)為客戶創(chuàng)造價值才是根本。
文丨中國能源報 記者 盧奇秀
作者：盧奇秀
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