文｜起點(diǎn)鋰電
去年以來(lái)，儲(chǔ)能領(lǐng)域追求大容量電芯已成為趨勢(shì)。2023年，300Ah+儲(chǔ)能大電芯正式拉開(kāi)規(guī)模化應(yīng)用“序幕”，成為各家電池廠商押注的產(chǎn)品路線。
據(jù)起點(diǎn)鋰電不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，已有20余家電池廠商相繼推出300Ah+大容量的電芯產(chǎn)品，且參與者仍在持續(xù)增加。
目前，市場(chǎng)應(yīng)用的主流電芯仍以280Ah為主，但超過(guò)300Ah的大容量電芯現(xiàn)已陸續(xù)出現(xiàn)20多種品類(lèi)：305Ah、306Ah、314Ah、315Ah、320Ah、325Ah、375Ah、560Ah、580Ah......過(guò)半電芯廠家300Ah及以上容量電芯，在尺寸上沿用71173尺寸，亦有堅(jiān)持自身尺寸的廠家，如國(guó)軒高科、億緯鋰能等。
面對(duì)種類(lèi)繁多，尺寸不一的儲(chǔ)能大電芯，市場(chǎng)關(guān)于容量標(biāo)準(zhǔn)化以及下一代儲(chǔ)能標(biāo)配電芯的討論也愈發(fā)激烈。
8月23日，寧德時(shí)代5MWh EnerD系列液冷儲(chǔ)能預(yù)制艙系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，該系列產(chǎn)品采用了314Ah新一代儲(chǔ)能專(zhuān)用電芯。作為當(dāng)年用280Ah開(kāi)啟大電芯時(shí)代的引領(lǐng)者，寧德時(shí)代此次入局314Ah電芯，被行業(yè)視為一種關(guān)鍵“信號(hào)”。
電芯容量越大越好？
目前，市場(chǎng)上儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品普遍采用280Ah容量電芯。為減少PACK電芯數(shù)量，附帶減少儲(chǔ)能系統(tǒng)連接件，從而降低儲(chǔ)能成本，提升電芯一致性，合理擴(kuò)大儲(chǔ)能電芯容量已成為行業(yè)共識(shí)。
實(shí)際上，各家企業(yè)競(jìng)相研發(fā)大容量電芯，初衷都是降本以增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
業(yè)內(nèi)人士分析，投入相同的人力、能耗，在原材料稍微增加的情況下，產(chǎn)出的單位安時(shí)數(shù)得到增加；此外，廠房設(shè)備折舊等固定成本不變的情況下，產(chǎn)品的單位成本得以下降，從而帶來(lái)有力的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。
比如億緯的LF560K大電芯，相比此前的LF280K儲(chǔ)能專(zhuān)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。
從儲(chǔ)能項(xiàng)目投資端來(lái)看，儲(chǔ)能大電芯也大大降低了整體系統(tǒng)造價(jià)，提高了項(xiàng)目收益。
據(jù)寧德時(shí)代介紹，搭載314Ah儲(chǔ)能電芯的全新EnerD系列液冷儲(chǔ)能產(chǎn)品，相比上一代產(chǎn)品預(yù)制艙的占地面積節(jié)約20%以上，施工工程量減少15%，調(diào)試運(yùn)維成本下降10%。
但電芯升高伴隨的熱管理、綜合效率等方面的風(fēng)險(xiǎn)也在不斷增加。“高能量密度、高循環(huán)次數(shù)和高安全性”三者同步提升的難度較大。對(duì)此，遠(yuǎn)景動(dòng)力表示，“電芯越大，安全、良率、成本都會(huì)有影響。”
電芯容量的升高也伴隨著產(chǎn)品將面臨更高的安全風(fēng)險(xiǎn)，比如升高容量會(huì)增加電芯的失控風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)容量達(dá)到320Ah這個(gè)量級(jí)，電芯內(nèi)部溫度將超過(guò)800℃，這對(duì)于本體、工藝和消防安全提出了更高的要求。
其次，大容量電芯的規(guī)模化對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節(jié)提出了挑戰(zhàn)，比如設(shè)計(jì)能力、生產(chǎn)設(shè)備及制造工藝。產(chǎn)能優(yōu)化速度能否匹配電芯容量升級(jí)的要求還有待考量。
尤其在當(dāng)前儲(chǔ)能電池產(chǎn)能過(guò)剩隱憂(yōu)下，盲目的產(chǎn)能投資致使原有設(shè)計(jì)產(chǎn)能跟不上市場(chǎng)電芯容量升級(jí)的速度，導(dǎo)致重復(fù)投資、資源浪費(fèi)。
此外，電芯容量及體積的增大會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行溫度升高，從而影響電芯的循環(huán)壽命，更會(huì)帶來(lái)散熱性能變差、電芯更易鼓脹的問(wèn)題，增大一致性控制難度。
一家儲(chǔ)能企業(yè)負(fù)責(zé)人表示，各家廠商發(fā)布的儲(chǔ)能電芯產(chǎn)品的容量不斷增加，其實(shí)還是存在一個(gè)市場(chǎng)慣性。大家都認(rèn)為，能量密度的增加是技術(shù)實(shí)力的體現(xiàn)。
作為儲(chǔ)能系統(tǒng)集成龍頭，陽(yáng)光電源也表示，儲(chǔ)能電池容量并不是越大越好。目前行業(yè)內(nèi)很多廠家按照恒流進(jìn)行標(biāo)定容量，但在實(shí)際運(yùn)行場(chǎng)景下儲(chǔ)能系統(tǒng)按照恒功率運(yùn)行。“優(yōu)秀的電池可以釋放更多的容量，增大客戶(hù)收益。”
不少?gòu)臉I(yè)人士的觀點(diǎn)是，隨著技術(shù)迭代，電芯容量可能會(huì)繼續(xù)增加，但尺寸會(huì)逐漸走向固定。從集成商角度，也會(huì)逐漸要求市場(chǎng)的電芯規(guī)格走向統(tǒng)一，保障終端用戶(hù)應(yīng)用需求。
總的來(lái)看，電池廠商競(jìng)逐大容量?jī)?chǔ)能電芯的根本在于成本。未來(lái)，儲(chǔ)能大電芯的比拼仍將落腳于對(duì)儲(chǔ)能電芯安全性難題的技術(shù)性突破和關(guān)鍵性降本。
314Ah儲(chǔ)能電芯是否為最優(yōu)解？
那么若電芯規(guī)格逐步走向統(tǒng)一，314Ah電芯會(huì)成為標(biāo)配嘛？
作為280Ah電芯的升級(jí)產(chǎn)品，314Ah電芯在尺寸不變的提前下，成本更低、安全性更高、循環(huán)壽命更長(zhǎng)，被行業(yè)認(rèn)為寄予厚望，不少業(yè)內(nèi)人士稱(chēng)之為“下一代儲(chǔ)能大電芯的標(biāo)配”。
據(jù)起點(diǎn)鋰電統(tǒng)計(jì)，目前寧德時(shí)代、中創(chuàng)新航、欣旺達(dá)、楚能新能源、蘭鈞新能源、正力新能、天合儲(chǔ)能、贛鋒鋰電、德賽電池、天弋能源等10余家企業(yè)推出314Ah電芯，是300+Ah儲(chǔ)能電芯入局企業(yè)最多的容量類(lèi)別。
在配套20尺柜集裝箱的場(chǎng)景下，314Ah可剛好形成5MWh的系統(tǒng)容量，滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)36276要求Pack和Rack層級(jí)的充放電量必須大于等于額定電量的國(guó)標(biāo)要求，可“擰干”電池標(biāo)稱(chēng)的水分。
陽(yáng)光電源也曾表示，選擇314Ah主要基于兩方面考慮。一是，314Ah恰好組成5MWh電池子陣，超配量最少。從終端客戶(hù)角度看，標(biāo)稱(chēng)314Ah電池相當(dāng)于對(duì)電池的 “去公攤”化，降低了儲(chǔ)能的初始投資成本。
二是，314Ah、314Ah+、甚至320Ah+，容量下限一致。但是，從電池到成組損耗約為5%，標(biāo)稱(chēng)314Ah能滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求。
一位頭部?jī)?chǔ)能電池企業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)起點(diǎn)鋰電表示，“在71173標(biāo)品尺寸規(guī)格下，電芯容量會(huì)沿著314/315Ah、320Ah方向不斷迭代升級(jí)。在目前儲(chǔ)能電池行業(yè)的工藝、良率、成本、體積等條件下，314/315Ah已經(jīng)達(dá)到了極限。”
具體而言，電芯容量的增加，帶來(lái)內(nèi)阻增加、良品率下降、電芯內(nèi)部不一致等問(wèn)題。314Ah電芯是目前儲(chǔ)能市場(chǎng)在性能與良率、成本之間的平衡選擇。
為此，有觀點(diǎn)認(rèn)為，這也是作為寧德時(shí)代作為280Ah大電芯領(lǐng)跑者，卻較晚推出314Ah電芯產(chǎn)品的緣由。
短時(shí)間內(nèi)，儲(chǔ)能電芯容量標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一。從商業(yè)化競(jìng)爭(zhēng)的角度來(lái)看，各大儲(chǔ)能電池企業(yè)會(huì)從多種電池型號(hào)、多種材料體系、多種成本方案等開(kāi)展電芯研發(fā)，追求更多市場(chǎng)份額和話(huà)語(yǔ)權(quán)。
且儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜多樣，海內(nèi)外市場(chǎng)需求也存在差異。電池廠一方面通過(guò)技術(shù)提升電芯的性能、制造工藝保證高良率，推動(dòng)成本下降。另一方面也需要通過(guò)從儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品角度反向推動(dòng)電芯產(chǎn)品的設(shè)計(jì)改變。
多位從業(yè)人士認(rèn)為，2025年前后將是“求同存異”的過(guò)程。未來(lái)究竟哪一款能夠成為市場(chǎng)主流，還是要看大面積應(yīng)用中誰(shuí)的成本低，類(lèi)似此前的光伏尺寸之爭(zhēng)。
類(lèi)似280Ah電芯的應(yīng)用軌跡，280Ah在2020年推向市場(chǎng)后，2021年能量產(chǎn)的不超過(guò)三家電芯廠，2022年逐漸成為儲(chǔ)能電站應(yīng)用的主流。314Ah電芯規(guī)模量產(chǎn)交付也才剛剛開(kāi)始，一切都有待市場(chǎng)和時(shí)間驗(yàn)證。