雖然兩者的生產(chǎn)線能夠共用,但隨著儲能行業(yè)快速發(fā)展,儲能電站的規(guī)模動輒百兆瓦級別甚至吉瓦級別,業(yè)主對定制化、專業(yè)化的儲能專用電池呼吁高漲。在中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會秘書長劉勇看來,未來儲能電池肯定要開辟自己的獨(dú)立發(fā)展賽道,這不僅是降本增效的需要,更是安全發(fā)展的要求。
■■大容量是趨勢
在一套電化學(xué)儲能系統(tǒng)中,電池成本占比高達(dá)60%左右。近年來,儲能行業(yè)規(guī)模擴(kuò)張高歌猛進(jìn),疊加降本壓力,業(yè)內(nèi)對儲能電池高經(jīng)濟(jì)性提出迫切需求。
2020年,寧德時(shí)代率先推出主打長循環(huán)壽命的280Ah電芯,逐漸替代原有的50Ah-100Ah電芯,成為儲能項(xiàng)目招標(biāo)或產(chǎn)品采購的標(biāo)配。行業(yè)主流電池廠家紛紛跟進(jìn),密集推出280Ah電芯甚至更大容量的電芯。
今年5月,楚能新能源發(fā)布“楚能一號”產(chǎn)品,電芯容量為280Ah,單體電芯循環(huán)壽命超過1萬次。8月,廈門海辰儲能發(fā)布首款300Ah電力儲能專用電池和大圓柱戶用儲能專用電池。10月,億緯儲能更是發(fā)布了全新一代儲能電池LF560K,將電芯容量進(jìn)一步推高至560Ah。電池廠商在大容量電芯賽道上競爭加速。
“已有大客戶訂單,市場反響非常熱烈。將如期于明年一季度交付。”在海辰儲能產(chǎn)品經(jīng)理張萬財(cái)看來,儲能專用電池向更大容量發(fā)展是技術(shù)迭代趨勢之一。大容量電池通過攤薄電池結(jié)構(gòu)件成本、減少系統(tǒng)成組零部件數(shù)量、簡化生產(chǎn)線工藝、減少設(shè)備數(shù)量、減少人工投入等,降低儲能系統(tǒng)成本。
對此,劉勇表示認(rèn)同,儲能電池的發(fā)展路徑就是要通過技術(shù)創(chuàng)新升級來降本增效,采用小容量電池,并聯(lián)數(shù)量多,系統(tǒng)安裝占地面積較大,而采用大容量電芯,可以有效降低預(yù)制艙數(shù)量,度電成本也有一定的降幅,可顯著改善用戶整體投資收益。
億緯鋰能鐵鋰電池首席技術(shù)官苑丁丁拿出一組數(shù)據(jù):相比此前的LF280K儲能專用電池,使用LF560K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。
■■安全是前提
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,當(dāng)前儲能電池進(jìn)入技術(shù)集中變革期,除了大容量外,高電壓和液冷系統(tǒng)正受到市場熱捧。
目前,國內(nèi)有越來越多的廠商開始儲能電池專用產(chǎn)線生產(chǎn)及研發(fā),包括億緯鋰能、鵬輝能源、海辰儲能、瑞浦蘭鈞、楚能新能源、遠(yuǎn)景動力在內(nèi)的電池企業(yè)均發(fā)布了專用儲能電池,以搶占發(fā)展先機(jī)。
值得注意的是,儲能電池研發(fā)必須以安全為前提,電池容量并不是一味求大。“太大了增加安全風(fēng)險(xiǎn)。容量增大會導(dǎo)致電池自身散熱性能變差。同時(shí),電池做大可能出現(xiàn)電芯鼓脹問題,會導(dǎo)致過充和熱失控難以應(yīng)付,需要對電池?zé)峁芾碜龊镁庠O(shè)計(jì)。”劉勇稱。
“安全是儲能行業(yè)發(fā)展的底線。”業(yè)內(nèi)人士向記者強(qiáng)調(diào),目前儲能行業(yè)仍處于發(fā)展初期,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不夠完善,客戶恐難以辨識各種儲能技術(shù)和其產(chǎn)品優(yōu)劣。在此情況下,一些不具備實(shí)力的企業(yè)盲目上馬大容量項(xiàng)目,增加安全隱患。“大容量并不是無限放大,要實(shí)現(xiàn)大容量、高安全和長循環(huán)壽命的平衡。”
張萬財(cái)同樣表示,電池儲能不是能源來源,只是一個中轉(zhuǎn)站,有容量限制。
那么,哪些場景適合小電池,哪些場景又需要大電池?劉勇認(rèn)為,電池容量與儲能系統(tǒng)/電站的裝機(jī)容量和應(yīng)用場景緊密相關(guān),如大儲系統(tǒng)通常更適合匹配大容量電芯,可以大幅提升儲能系統(tǒng)能量密度,是大儲市場的發(fā)展趨向,而戶用儲能用小容量電池足夠。
■■制造能力仍需加強(qiáng)
今年,儲能市場需求異常旺盛,280Ah電池供應(yīng)出現(xiàn)緊張局面。對廠家而言,無論是新建專門的儲能電池產(chǎn)線,還是將原有動力電池產(chǎn)線進(jìn)行升級改造,都需要一定的擴(kuò)產(chǎn)周期。
據(jù)了解,儲能電池生產(chǎn)主要有疊片和卷繞兩種工藝,卷繞自動化程度高,生產(chǎn)效率高。但卷繞生產(chǎn)的280Ah電芯一致性對制造工藝的要求,遠(yuǎn)高于50Ah-100Ah電芯。
“大容量電池給設(shè)計(jì)和制造能力帶來了極大挑戰(zhàn)。”劉勇解釋道,小電芯一般采用卷繞工藝,生產(chǎn)效率較高,而大電芯要達(dá)到所需要的技術(shù)參數(shù),需要升級產(chǎn)線。在生產(chǎn)過程中如何確保電化學(xué)材料加注的安全、高效和穩(wěn)定性也是關(guān)鍵,這些都是目前儲能電池亟待攻克的難題。
“大電芯生產(chǎn)效率低于小電芯,這是物理規(guī)律。”張萬財(cái)進(jìn)一步指出,大容量電池對生產(chǎn)設(shè)備提出了新要求,以海辰儲能現(xiàn)有的280Ah智能產(chǎn)線為例,所有裝配段和測試段工藝設(shè)備上,研發(fā)制造團(tuán)隊(duì)都進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和開發(fā),做了大量工作。未來,創(chuàng)造更高產(chǎn)能的極速產(chǎn)線,還有待從業(yè)者持續(xù)技術(shù)攻關(guān)。
此外,儲能市場還沒有達(dá)到大規(guī)模發(fā)展階段,今年上半年新增規(guī)劃、在建的新型儲能項(xiàng)目規(guī)模接近130吉瓦時(shí),實(shí)際投運(yùn)量不到1.5吉瓦時(shí)。儲能商業(yè)模式尚未成熟,疊加上游原材料漲價(jià)影響,電池企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)也較為謹(jǐn)慎。