中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：早期的時(shí)候，動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池是不分家的，共用同一款電池是常態(tài)，比如10多年前寧德時(shí)代曾經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)一款80Ah磷酸鐵鋰電芯，既用于儲(chǔ)能，也用于商用車(chē)（大巴和貨車(chē)），是其發(fā)家的關(guān)鍵產(chǎn)品。
后來(lái)隨著市場(chǎng)越來(lái)越細(xì)分，要求越來(lái)越高，動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池開(kāi)始出現(xiàn)分化。動(dòng)力電池追求高功率密度、高能量密度，對(duì)循環(huán)壽命沒(méi)有那么苛刻，通常達(dá)到3000~4000次即可滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。而儲(chǔ)能電池則對(duì)充放電倍率、能量密度等指標(biāo)較為寬容，但是對(duì)循環(huán)壽命更為看重，為了達(dá)到10年左右的使用年限，通常要求循環(huán)壽命達(dá)到6000次以上。
在動(dòng)力電池市場(chǎng)，尚有三元和鐵鋰之爭(zhēng)，在儲(chǔ)能電池市場(chǎng)，磷酸鐵鋰以其卓越的循環(huán)壽命和安全性，基本上是一統(tǒng)天下。
寧德時(shí)代在2020年首先推出了循環(huán)壽命超過(guò)6000次的280Ah大單體儲(chǔ)能電芯，因?yàn)閱误w容量大，成組簡(jiǎn)單，非常匹配大儲(chǔ)和工商儲(chǔ)的應(yīng)用場(chǎng)景，成為眾多電芯企業(yè)模仿的對(duì)象，從而開(kāi)啟了儲(chǔ)能電芯的280時(shí)代。
一時(shí)之間，各家電芯廠紛紛推出了自己的280Ah電芯，搶奪市場(chǎng)份額。當(dāng)然也有特例，有些電芯廠堅(jiān)持軟包電芯或者刀片電芯的產(chǎn)品路線，有別于同質(zhì)化的280Ah電芯，進(jìn)行差異化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，比如比亞迪、蜂巢能源。
從280Ah到300Ah+大單體的進(jìn)化
自2022年以來(lái)，各大廠家基于280電芯“71173”尺寸不斷挖掘電芯潛能，演化出300Ah、305Ah、310Ah、314Ah、320Ah等不同容量規(guī)格的儲(chǔ)能電芯，在尺寸不變的情況，不斷增大單體容量，有效降低系統(tǒng)儲(chǔ)能集成的成本（結(jié)構(gòu)和電氣成本可以下降5%以上）。
2023年開(kāi)始，314Ah電芯逐步成為行業(yè)共識(shí)和發(fā)展方向，可以實(shí)現(xiàn)單體電芯的存儲(chǔ)電量達(dá)到1kWh（3.2V*314Ah），一塊電池一度電，這對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)而言，更加易于精確計(jì)算，不會(huì)出現(xiàn)容量的冗余和浪費(fèi)。
目前已有寧德時(shí)代、億緯鋰能、海辰儲(chǔ)能、瑞浦蘭鈞、國(guó)軒高科、鵬輝能源、贛鋒鋰電、中創(chuàng)新航、欣旺達(dá)等數(shù)十家電芯企業(yè)相繼發(fā)布314Ah儲(chǔ)能電芯，但實(shí)際上達(dá)到量產(chǎn)狀態(tài)的很少，除寧德時(shí)代在2023年開(kāi)始批量交付314Ah電芯，其他廠家大多停留在小批量或準(zhǔn)量產(chǎn)階段，仍然有一些產(chǎn)品技術(shù)問(wèn)題和生產(chǎn)工藝問(wèn)題待解決，尚未向市場(chǎng)大批量供貨。
在源網(wǎng)側(cè)大儲(chǔ)市場(chǎng)，314Ah儲(chǔ)能電芯可以將20尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱直流側(cè)的容量從3.3MWh提升到5MWh，體積能量密度提升明顯，成本下降幅度也非?？捎^，已經(jīng)成為一個(gè)重要的方向。
在工商業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)，基于314Ah電芯，將直流側(cè)電壓提升到1500V，可以將單個(gè)儲(chǔ)能柜的容量提升到418kWh，可以顯著提升體積能量密度，一個(gè)儲(chǔ)能柜可以代替原來(lái)的兩個(gè)儲(chǔ)能柜，更少占用寶貴的廠區(qū)/園區(qū)土地，深受用戶(hù)歡迎。
另外一個(gè)明顯的變化是家庭儲(chǔ)能市場(chǎng)，針對(duì)大容量?jī)?chǔ)能需求，已經(jīng)出現(xiàn)采用280Ah電芯的戶(hù)用儲(chǔ)能電池包，單包容量可以做到15kWh上下，其成本顯著低于傳統(tǒng)的基于小容量電芯的電池包方案，具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，屬于降維打擊。
在不改變尺寸的情況下，電芯廠家仍然在挖掘280電芯的極限性能，比如瑞浦蘭鈞發(fā)布的問(wèn)頂系列，電芯容量為345Ah，已通過(guò)UL9540A、UL1973、IEC62619、UN38.3等認(rèn)證，將20尺儲(chǔ)能集裝箱電池倉(cāng)的容量也提升到了6.9MWh，算是另辟蹊徑。
相信在未來(lái)幾年，仍然會(huì)有電芯廠家繼續(xù)推出更大容量的280電芯。
專(zhuān)為大儲(chǔ)而生的500Ah+超級(jí)大單體
在卷容量、卷價(jià)格的道路上，有些電芯廠家已經(jīng)敏銳的發(fā)現(xiàn)了280電芯的先天不足，只有打破尺寸的限制，才能獲得更大的單體容量，從而進(jìn)一步降低單體電芯的成本和系統(tǒng)集成的成本。
小磚頭不夠，那就來(lái)個(gè)大磚頭。
億緯鋰能是國(guó)內(nèi)最早發(fā)布500Ah+儲(chǔ)能電芯的廠家，其于2022年10月發(fā)布了“Mr.big”儲(chǔ)能電芯，代號(hào)為L(zhǎng)F560K的560Ah超大容量?jī)?chǔ)能電池。2023年8月，億緯鋰能推出超大疊片的LF560K。其電芯容量可達(dá)628Ah，擁有2.009kWh超大能量，主要應(yīng)用于大規(guī)模、4h及以上的風(fēng)光配儲(chǔ)、共享/獨(dú)立儲(chǔ)能等應(yīng)用場(chǎng)景。
2023年5月，雄韜股份發(fā)布了580Ah儲(chǔ)能電芯，單顆電芯帶電量為1.856kWh，重量為11kg，循環(huán)壽命達(dá)到10000次。
海辰儲(chǔ)能于2023年12月12日發(fā)布了全球首款長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能專(zhuān)用電池MIC 1130Ah，將電池容量抬高至1130Ah，這也是目前公開(kāi)的容量最大的儲(chǔ)能專(zhuān)用電芯。
2024年4月，在第十二屆北京儲(chǔ)能?chē)?guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)上，南都電源發(fā)布了690Ah儲(chǔ)能電芯、天弋能源發(fā)布了630Ah儲(chǔ)能電芯，蜂巢能源發(fā)布了660Ah/710Ah儲(chǔ)能電芯，爭(zhēng)奇斗艷。
一時(shí)之間，儲(chǔ)能電芯廠家不搞個(gè)500Ah+甚至600Ah+電芯，都不好意思出來(lái)見(jiàn)人了，仿佛這就是實(shí)力的象征，地位的象征。
當(dāng)然，500Ah+大單體儲(chǔ)能電芯確實(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，特別適合針對(duì)大儲(chǔ)市場(chǎng)的20尺集裝箱，將單個(gè)集裝箱的容量提高到6MWh+，在價(jià)格極度內(nèi)卷的環(huán)境下，能夠明顯降低成本，讓儲(chǔ)能集成廠家不至于中了標(biāo)之后賠本賺吆喝。
大有大的好處，在大規(guī)模儲(chǔ)能、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能等應(yīng)用場(chǎng)景下，大單體確實(shí)能夠顯著提升能量密度，降低系統(tǒng)集成的成本，提高儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性，縮短回報(bào)周期。
針對(duì)超級(jí)大單體儲(chǔ)能電芯，工藝路線已經(jīng)有從卷繞向疊片發(fā)展的趨勢(shì)，這樣可以更充分的利用電芯內(nèi)部的空間，減少“死區(qū)”。
不應(yīng)被忽視的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高曾表示，300Ah+磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電芯在本征安全方面，實(shí)際是比較危險(xiǎn)的。大容量電池像320Ah電池，內(nèi)部溫度可以達(dá)到700到900度，超過(guò)了磷酸鐵鋰正極分解的溫度500度。此外隨著電池單元充電狀態(tài)的增加，大容量磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э禺a(chǎn)生的氫氣比例升高，燃爆指數(shù)是三元電池的兩倍以上。
曾經(jīng)認(rèn)為磷酸鐵鋰電芯比三元電芯更加安全，但是隨著單體容量的不斷提升，電芯熱失控所帶來(lái)的爆燃和爆炸危險(xiǎn)也極速增加。
為了提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的體積能量密度，往往要把每一寸空間都利用起來(lái)，電芯串并聯(lián)數(shù)量非常之多，這也在客觀上增加了發(fā)生安全事故的概率，以及事故發(fā)生后的處置難度。
2021年4月16日，北京豐臺(tái)區(qū)南四環(huán)永外大紅門(mén)西馬廠甲14號(hào)院內(nèi)的儲(chǔ)能電站南區(qū)起火，隨后發(fā)生爆炸，事故造成1人遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷，火災(zāi)直接財(cái)產(chǎn)損失1660.81萬(wàn)元。
最近幾年，國(guó)內(nèi)外發(fā)生了多起儲(chǔ)能安全事故，隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)投運(yùn)規(guī)模越來(lái)越大，如何從根本上解決大單體儲(chǔ)能電芯的安全問(wèn)題呢？
這是電芯廠家必須回答的問(wèn)題，也是關(guān)乎行業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。
