“炙烤”中的大容量储能电芯

　　编者按：为了找到一条可持续发展的道路，人类驾驭了风、傍上了太阳。而储能作为“电网上的大号充电宝”，让电力电量实现跨时空的转移，具有平滑新能源波动、助力电网调峰调频、实现负荷削峰填谷等多种功能。

　　2022年，是中国储能产业极不平凡的一年。新技术加速迭代，制造端大幅降本，市场端规模盛况空前，储能政策逐步完善，资本市场日渐活跃，新的商业模式不断涌现。

　　2023年，中国的储能产业正在迎接一个更富想象力的时代。得益于产业链的聚集，我们在这一场能源革命中取得了先发优势。从储能电芯、Pack技术、直交流转换技术到系统集成技术，一齐获得飞速成长;钠离子电池、液流电池、压缩空气储能等新兴技术从实验室走向市场化，为新型储能的蓝图增添色彩。

　　新一轮的拉力赛已然鸣枪，储能老兵见证了行业春天的到来却又慎言乐观，新势力们挺身而出意图提前卡位。

　　21世纪经济报道为此策划推出“储能大时代”系列报道。我们将拆解行业，梳理趋势，试图提供一种独特的理解储能产业的视角，记录储能这条大赛道上的大机遇、大挑战。本期，21世纪经济报道记者将关注大容量电芯的兴起。

　　在今年4月初的第十一届储能国际峰会暨展览会上，亿纬储能在其展台发布了一款LF560K储能专用电芯，这款容量达到560Ah的大铁锂电池单体便可储存1.792kWh能量，即1.792度电。

　　仅仅过了一个月，在5月16日开幕的第十五届深圳国际电池技术交流会(CIBF2023)上，雄韬股份展出了一款580Ah储能电芯，循环次数可达10000次，一举超过了亿纬储能的大铁锂产品，跃至储能电芯容量排行榜榜首的位置。

　　诸如此类的竞速追赶在储能赛道上并不罕见，当前，储能专用的大容量电芯激战正酣。

　　今年以来，十余家电池厂商推出了300Ah及以上的大容量储能专用电芯。在容量之外，储能锂电池还在尺寸、工艺、循环次数和寿命间比拼拳脚。瑞浦兰钧、鹏辉能源、海辰储能、远景动力、南都电源、楚能新能源、海基新能源等在内的电池企业均发布了超过300Ah容量的储能专用的电芯产品。

　　争议中的大铁锂

　　除了亿纬锂能和雄韬股份这两款超过500Ah的储能超大容量电芯是通过增大体积提高单体电芯容量，更多的电芯玩家仍是通过提升产品的体积能量密度提高竞争力。

　　就在580Ah电芯面世的同一天，中国科学院院士欧阳明高在CIBF2023大会上抛出了一个结论，随着SOC(电池单元的充电状态)的增加，大容量磷酸铁锂电池热失控产生的氢气比例升高，燃爆指数是三元电池的两倍。因此300+Ah产品对于本体、过程和消防安全的要求更加突出。

　　他指出，一般认为磷酸铁锂电池是比较安全的，本质上对于小的磷酸铁锂电池的确是这样。但是大的容量，像320Ah的电池，它的内部温度可以超过800度，这就超过了磷酸铁锂正极分解的温度。在一般情况下正极磷酸铁锂在小安时是不分解的，所以热失控不剧烈，但是大安时是可以引起分解的。而且它产生大量的可燃的电解液的蒸汽，这跟高镍三元是不一样的。

　　这无疑是对300+Ah赛道浇下的一盆凉水。

　　21世纪经济报道记者在杭州举办的第十三届中国国际储能大会调研走访中了解到，欧阳明高发表的上述结论对业内推进300Ah电芯确有影响，但业内人士对其观点也出现了分化。

　　某家企业的负责人向21世纪经济报道记者透露，此前该公司正在规划开发375Ah及400Ah以上的大容量电芯。在论证和规划即将投产阶段，因为欧阳明高的观点，现又暂停推进了大电芯的量产。

　　另有业内人士向记者表示，“电池越做越大，失控风险肯定是越来越高的，不管三元电池还是铁锂电池，电池越往大做，它风险肯定是越高。最佳方法应该是280Ah为锂电池容量上限便可，再大容量的电池节省的空间不会多。”

　　不过，也有从事电芯研发的技术人士认为，这一结论并没有将磷酸铁锂电池和三元高镍电池在统一标准下比较爆燃的危险，只是就爆燃的结果比较两者的危险程度。

　　大容量电芯“秀肌肉”

　　尽管大容量电芯的热管理难题牵动行业各界，但另一边，跻身300+Ah大容量电芯的企业队伍还在壮大。

　　5月24日在上海开幕的SNEC展上，瑞浦兰钧发布了其320Ah和340Ah“问顶”电池储能系列。据悉，“问顶”电池缩短极耳长度，改变其与转接片的连接方式，采用一体化焊接技术，使得电芯内部结构实现了一体化的连接，把原有的顶部空间由15毫米缩减到了8毫米，使空间利用率提升7%以上。

　　瑞浦兰钧也明确了电池的量产进度，公司表示，320Ah和340Ah“问顶”电池储能系列实现尺寸全面兼容，并将于2023年第三和第四季度正式开售。

　　国轩高科在2022年度报告中透露，储能万次循环寿命 300Ah 电池已经实现量产;远景动力已实现305Ah储能电芯规模化量产交付。蜂巢智储325Ah储能电芯将在2023年下半年交付，亿纬锂能LF560K储能电芯，预计在2024年第二季度开启全球交付，计划于2025年实现储能电池100GWh产能规模。

　　一家储能企业负责人告诉记者，各家厂商发布的储能电芯产品的容量不断增加，其实还是存在一个市场惯性。大家都认为，能量密度的增加是技术实力的体现。

　　另一方面，电芯容量增加会降低生产制造的成本。投入相同的人力、能耗，在原材料略微增加的情况下，产出的单位安时数得到增加;而厂房设备折旧是等固定成本不变的情况下，产品的单位成本得以下降。“单位成本下降以后，市场竞争力就会更强。”上述负责人告诉21世纪经济报道记者。

　　寻找新方向

　　广州智光储能科技有限公司董事长姜新宇也在第十三届中国国际储能大会的开幕式上对电芯产品升级过快提出了质疑，现在做280Ah的电芯甚至更大以后，其实牺牲的是电芯的工作温度和特性——电芯越大温度越高、寿命越短。

　　他还指出，2021年以前，大部分的厂家还是在推280Ah的样品。但是2023年，大家发现2021年的产品已经过时了。那么未来两年、三年之后，这些现存的储能电站还能不能找到匹配的电芯?找不到电芯之后，这么多电池仓、电池架如何替换，更不要说5年以后的产品格局了。

　　不过，高工产研新能源研究所GGII则认为，尽管大部分企业都在推300+Ah电芯产品，但对比280Ah产品，300+Ah电芯在安全、性能和成本等方面，优势并不明显。

　　值得一提的是，在电芯的研究方向上，21世纪经济报道记者注意到，除了电芯的容量和密度，也有电池厂商提出了新的储能电芯产品研发方向。

　　宁德时代在SNEC展上发布了零辅源光储融合解决方案，通过自研的光储变流器，配合高温电芯技术和先进的自加热技术，可以摆脱了传统储能解决方案对冷却系统及其辅助电源的依赖，光与储实时联动，实现毫秒级功率控制响应，同时充放电效率提升10%。

　　这之中，宁德时代的电芯升级方向是调整电芯的最佳运行温度。

　　凭借耐高温石墨负极材料和特制电解液，该电芯在超过35℃的条件下依然保持良好的衰减特性，无需冷却系统及外部辅助电源优化系统运行性能及效率，实现免维护。同时，区别于传统的外部加热方式，该电芯通过先进的自加热技术实现均匀加热，杜绝热传递损失，进一步提高光储系统综合效率和稳定性。

　　天合储能产品研究院院长杨凯也在同期在杭州举办的储能展会上提出了无空调、无PACK储能系统的新思路。他认为，这种方案一方面降低前期购置成本，另一方面节省长周期下的运行维护成本。另外为确保储能系统运行的安全、实现储能系统的可靠热管理，将从材料选择和制作工艺上精进突破，自主研发高温锂电，实现在45度的时候依旧保证高安全性、高循环效率与高转化效率，加速液冷产品线和储能系统的降本升级。

　　来源：21世纪经济报道　作者：费心懿