雖然兩者的生產線能夠共用,但隨著儲能行業快速發展,儲能電站的規模動輒百兆瓦級別甚至吉瓦級別,業主對定制化、專業化的儲能專用電池呼吁高漲。在中國化學與物理電源行業協會儲能應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立發展賽道,這不僅是降本增效的需要,更是安全發展的要求。
■■大容量是趨勢
在一套電化學儲能系統中,電池成本占比高達60%左右。近年來,儲能行業規模擴張高歌猛進,疊加降本壓力,業內對儲能電池高經濟性提出迫切需求。
2020年,寧德時代率先推出主打長循環壽命的280Ah電芯,逐漸替代原有的50Ah-100Ah電芯,成為儲能項目招標或產品采購的標配。行業主流電池廠家紛紛跟進,密集推出280Ah電芯甚至更大容量的電芯。
今年5月,楚能新能源發布“楚能一號”產品,電芯容量為280Ah,單體電芯循環壽命超過1萬次。8月,廈門海辰儲能發布首款300Ah電力儲能專用電池和大圓柱戶用儲能專用電池。10月,億緯儲能更是發布了全新一代儲能電池LF560K,將電芯容量進一步推高至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。”在海辰儲能產品經理張萬財看來,儲能專用電池向更大容量發展是技術迭代趨勢之一。大容量電池通過攤薄電池結構件成本、減少系統成組零部件數量、簡化生產線工藝、減少設備數量、減少人工投入等,降低儲能系統成本。
對此,劉勇表示認同,儲能電池的發展路徑就是要通過技術創新升級來降本增效,采用小容量電池,并聯數量多,系統安裝占地面積較大,而采用大容量電芯,可以有效降低預制艙數量,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官苑丁丁拿出一組數據:相比此前的LF280K儲能專用電池,使用LF560K電池可減少50%的電芯數量,減少47%的電池包零部件數量,提升30%的生產效率。
■■安全是前提
業內人士認為,當前儲能電池進入技術集中變革期,除了大容量外,高電壓和液冷系統正受到市場熱捧。
目前,國內有越來越多的廠商開始儲能電池專用產線生產及研發,包括億緯鋰能、鵬輝能源、海辰儲能、瑞浦蘭鈞、楚能新能源、遠景動力在內的電池企業均發布了專用儲能電池,以搶占發展先機。
值得注意的是,儲能電池研發必須以安全為前提,電池容量并不是一味求大。“太大了增加安全風險。容量增大會導致電池自身散熱性能變差。同時,電池做大可能出現電芯鼓脹問題,會導致過充和熱失控難以應付,需要對電池熱管理做好均衡設計。”劉勇稱。
“安全是儲能行業發展的底線。”業內人士向記者強調,目前儲能行業仍處于發展初期,技術標準和驗收標準不夠完善,客戶恐難以辨識各種儲能技術和其產品優劣。在此情況下,一些不具備實力的企業盲目上馬大容量項目,增加安全隱患。“大容量并不是無限放大,要實現大容量、高安全和長循環壽命的平衡。”
張萬財同樣表示,電池儲能不是能源來源,只是一個中轉站,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?劉勇認為,電池容量與儲能系統/電站的裝機容量和應用場景緊密相關,如大儲系統通常更適合匹配大容量電芯,可以大幅提升儲能系統能量密度,是大儲市場的發展趨向,而戶用儲能用小容量電池足夠。
■■制造能力仍需加強
今年,儲能市場需求異常旺盛,280Ah電池供應出現緊張局面。對廠家而言,無論是新建專門的儲能電池產線,還是將原有動力電池產線進行升級改造,都需要一定的擴產周期。
據了解,儲能電池生產主要有疊片和卷繞兩種工藝,卷繞自動化程度高,生產效率高。但卷繞生產的280Ah電芯一致性對制造工藝的要求,遠高于50Ah-100Ah電芯。
“大容量電池給設計和制造能力帶來了極大挑戰。”劉勇解釋道,小電芯一般采用卷繞工藝,生產效率較高,而大電芯要達到所需要的技術參數,需要升級產線。在生產過程中如何確保電化學材料加注的安全、高效和穩定性也是關鍵,這些都是目前儲能電池亟待攻克的難題。
“大電芯生產效率低于小電芯,這是物理規律。”張萬財進一步指出,大容量電池對生產設備提出了新要求,以海辰儲能現有的280Ah智能產線為例,所有裝配段和測試段工藝設備上,研發制造團隊都進行了相應的設計和開發,做了大量工作。未來,創造更高產能的極速產線,還有待從業者持續技術攻關。
此外,儲能市場還沒有達到大規模發展階段,今年上半年新增規劃、在建的新型儲能項目規模接近130吉瓦時,實際投運量不到1.5吉瓦時。儲能商業模式尚未成熟,疊加上游原材料漲價影響,電池企業擴產也較為謹慎。