第二代主流314Ah储能专用电芯刚刚“站稳脚跟”,下一代500Ah+更大容量储能电芯的研发与量产已马力全开。
一方面,“降本增效”是产业发展的必然趋势,通过匹配超大容量电芯提升储能系统体积能量密度,成为实现系统产品极致降本的重要手段和方向,电池企业不断寻求大容量电芯“更优解”迫在眉睫。
另一方面,海内外已有越来越多的储能项目走向4h及以上的长时储能,市场对大容量、长寿命储能专用电芯需求迫切。
2024年以来,500Ah+、600Ah+、700Ah+等不同规格的大容量电芯相继面世,叠加头部储能系统集成厂商纷纷宣布,其基于储能系统设计角度,作出的对第三代储能电芯的研判,各大厂商对下一代储能电芯定义权的“争夺赛”已然开启。
01
下一代储能电芯产品“众说纷纭”
整体来看,关于第三代储能电芯的容量及尺寸规格,大致有四类厂商在尝试对其进行定义。
一是以宁德时代、亿纬锂能等为代表的头部电池企业;二是以阳光电源、中车株洲所为首的储能系统集成厂商;三是以远景能源、天合储能等为代表的全栈系统集成商;四是“自成一派”的比亚迪,其对外只输出直流侧和交流侧系统,未公布其具体的电芯型号。
以电池“一哥”宁德时代为例,其在今年4月发布了6.25MWh天恒储能系统,将搭载专用长寿命电芯L系列产品,发布会上宁德时代并未宣布将采用何种规格的电芯,一时间众说纷纭,外界广泛推测其采用了587Ah电芯。后据知情人士透露,实际上宁德时代推出了容量都在500Ah以上的“一款三用”电池,即同一尺寸规格下“530Ah、565Ah、587Ah”三款电芯,分别主打海外市场、长寿命和高密度场景。
而在此之前,亿纬锂能明确公布了628Ah储能电池Mr.Big的技术路线和与之配套的5MWh储能系统Mr.Giant。
除此之外,产业链下游的系统集成厂商,也将目光转向大容量规格电芯。在第二代储能电芯走向统一的过程中,阳光电源曾起到过重要作用。彼时,阳光电源联合上游电池厂商从去除冗余的角度将314Ah储能电芯定义为下一代主流产品。阳光电源表示,使用314Ah电芯,其20尺集装箱可恰好集成储能容量5MWh,储能容量超配最少,可有效降低客户初始投资成本。
如今,在对下一代主流电芯进行定义的“争夺赛”中,以阳光电源、中车株洲所为首的系统集成厂商纷纷“下注”,试图继续引领下一代储能电芯的走向。9月初,中车株洲所联合瑞浦兰钧(兰钧新能源)、欣旺达、中创新航、蜂巢能源、国轩高科共同发布了688Ah大电芯。同月,阳光电源则对外发布,其对下一代储能电芯最优解的判定为625Ah大叠片标准电芯。
此外,颇具代表性的大容量储能电池产品还包括:远景储能推出20尺单箱容量8MWh+储能系统,创下行业新高,搭配使用700Ah大电芯,能量密度达440Wh+/L;瑞浦兰钧针对4h以上长时储能需求,定制化开发出564Ah电芯,可实现10000+次超长循环寿命和25-30年超耐久日历寿命;中创新航推出采用新工艺的“至久”系列625Ah+储能专用电芯,能量密度达440Wh+/L,进一步实现20尺标准集装箱6.8MWh以上的电量,大幅提升电站投资回报率;海辰储能则最新推出了587Ah和1175Ah储能专用电芯。
通过梳理各大厂商推出的电芯产品可以发现,当前,已形成几大较为明显的阵营:688Ah电芯,中车株洲所背后站着瑞浦兰钧(兰钧新能源)、欣旺达、中创新航、蜂巢能源、国轩高科;625Ah电芯,阳光电源背后站着亿纬锂能、瑞浦兰钧、中创新航、欣旺达;而向宁德时代587Ah电芯“看齐”的有瑞浦兰钧、海辰储能、鹏辉能源等。
有意思的是,部分电池企业为了保险起见,采取了“兼顾”策略,同时“押宝”了中车株洲所、阳光电源和宁德时代所定义的部分型号。同时,这也反映出,企业间的竞争,已由过去的“单打独斗”,逐步演进为“抱团作战”,各大厂商都想尽快完成规格的统一,以减少资源的无端浪费,顺利完成迭代,并推动产业走向相对有序。
02
制造工艺由“卷绕”转向“叠片”
从电芯制造工艺的成熟度来看,卷绕工艺较叠片成熟度更高,在过往的280Ah、314Ah+电芯方面,行业普遍采用的是卷绕工艺。而从目前电池企业推出的500Ah+大容量电芯产品看,普遍改变了“71173”方形尺寸,而是选用更薄的“刀片形态”,制造工艺也大部分转向了叠片工艺。
据了解,部分电池企业认为在大容量电芯制造中,现在普遍采用的卷绕工艺易出现极片褶皱、黑斑、析锂等影响电芯安全的问题,并且在卷绕拐角处存在弧度,导致空间利用率较低。而叠片工艺相较于卷绕,电芯在能量密度、安全性和寿命方面更具优势,具有更高的能量密度、更低的内阻、更好的热稳定性以及更长的循环寿命,能充分利用电池的边角空间。因此,在相同体积的电芯设计下,叠片电池的能量密度更高。
但实际上,叠片工艺也存在很多需要突破的难题。因其设备投资较大,生产效率较低,使得叠片工艺的广泛应用受到限制。在大规模生产中,需要关注其因制造工艺复杂且难度较大,而导致良率较低的问题。
目前来看,储能市场尚未定型,尽管大部分电池企业竞相推出了下一代电芯产品,但距离产品量产,以及真正面向市场规模化应用,还有很长的路要走。
而从最新进展来看,头部电池企业亿纬锂能已于今年12月,实现了628Ah超大容量电芯Mr.Big的量产,据悉这也是业内首个实现600Ah+大电芯量产的企业。至于未来哪一款电芯将成为新一代储能系统的主力产品,仍需要时间给出答案。
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