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寧王量產(chǎn)314Ah,儲(chǔ)能電芯發(fā)展拐點(diǎn)到來?
日期:2023-08-28   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_yanyu 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
儲(chǔ)能電芯或?qū)⒊霈F(xiàn)新的發(fā)展拐點(diǎn)。以寧德時(shí)代314Ah儲(chǔ)能電芯量產(chǎn)交付為標(biāo)志,儲(chǔ)能大電芯正在加速向300Ah+前進(jìn)。整體來看,儲(chǔ)能電芯正在加速“奔赴”大容量歸途,但誰將成為最優(yōu)解,仍有待時(shí)間檢驗(yàn)。但不容忽視的是,大容量電芯或?qū)⑦M(jìn)一步帶來疊片工藝的滲透。

大容量電芯正在突破儲(chǔ)能“界限”

當(dāng)前的電化學(xué)儲(chǔ)能,尤其是鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)已進(jìn)入新變革周期,大電芯、高電壓、水冷/液冷等新產(chǎn)品新技術(shù)逐漸登上舞臺(tái),儲(chǔ)能系統(tǒng)向大容量方向持續(xù)演進(jìn)。

大電芯在集中式儲(chǔ)能領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯:1)大電芯在pack端零部件使用量減少,擁有更大降本空間和更高的體積能量密度;2)相同系統(tǒng)電壓下,大電芯更易獲得高容量;3)串并聯(lián)電芯減少,BMS數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控精度提升,安全性更有保障;4)使用大電芯在后端集成領(lǐng)域裝配工藝簡(jiǎn)化度高,可節(jié)省土地基建、集裝箱等方面成本投入。 南瑞繼保儲(chǔ)能行業(yè)總監(jiān)繆楠林早在去年接受高工儲(chǔ)能采訪時(shí)就曾表示,由于電芯規(guī)格與產(chǎn)品設(shè)計(jì)深度耦合,從行業(yè)發(fā)展規(guī)律看,(電芯)會(huì)自然收斂到統(tǒng)一的規(guī)格。他認(rèn)為,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。儲(chǔ)能100人也指出,寧德時(shí)代推出新一代儲(chǔ)能專用314Ah電芯,被行業(yè)視為一種“信號(hào)”。

目前,包括280Ah在內(nèi)的大電芯已成為國內(nèi)集中式和工商業(yè)等用戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的主流電芯選擇,甚至包括華為等多家廠商還將280Ah電芯應(yīng)用至戶儲(chǔ)產(chǎn)品。目前占據(jù)80%市場(chǎng)的280Ah儲(chǔ)能電芯可以追溯至寧德時(shí)代,所以寧德時(shí)代在300Ah+容量的選擇在業(yè)界看來,意義非凡。

據(jù)高工儲(chǔ)能不完全梳理,基于300Ah+儲(chǔ)能電芯,市面上已經(jīng)至少出現(xiàn)11款不同容量產(chǎn)品。其中314Ah儲(chǔ)能電芯入局者高達(dá)7家。但314Ah儲(chǔ)能電芯能否成為頂流?在業(yè)界看來,現(xiàn)在預(yù)測(cè)為時(shí)尚早。

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一名不具名業(yè)界人士指出,大容量電芯仍將落腳于安全和經(jīng)濟(jì)。未來,儲(chǔ)能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。

疊片將與卷繞“分庭抗禮”?

事實(shí)上,儲(chǔ)能電池出貨量連年攀升,不僅加速了容量的比拼,還加速了電池制造工藝的競(jìng)逐。

全球范圍看,儲(chǔ)能電芯有軟包、大圓柱和方形三大產(chǎn)品路線。中短期來看,集中式儲(chǔ)能的主流電芯方案仍以方形路線為主。而方形電池的電芯裝配工藝差異主要有疊片電池和卷繞電池兩類。

盡管,卷繞工藝發(fā)展時(shí)間長(zhǎng),成本低、效率和良率高、產(chǎn)業(yè)配套成熟是其核心優(yōu)勢(shì),是目前儲(chǔ)能大電芯生產(chǎn)的電芯制造主流工藝。在GGII實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn),隨著電芯容量和尺寸不斷提升,傳統(tǒng)卷繞電池的劣勢(shì)越發(fā)凸顯。

比如,卷繞在拐角部有弧度,不僅導(dǎo)致其空間利用率比疊片低(電池容量越大,空間浪費(fèi)越明顯),而且使得電池發(fā)生波浪狀變形,波浪狀變形會(huì)導(dǎo)致電池界面變差和電流分布不均,加速電池衰減;

此外,卷繞電池極片彎折后涂層材料發(fā)生較大彎曲變形,容易誘發(fā)掉粉、毛刺等問題,加大電池內(nèi)部短路和熱失控風(fēng)險(xiǎn)。隨著電芯容量持續(xù)擴(kuò)大,卷繞電池對(duì)電池供應(yīng)商極限制造的要求將快速提升,大容量電池和卷繞工藝的兼容難度將陡然增加。

而在電力儲(chǔ)能的規(guī)模化推進(jìn)過程中,280Ah及以上的大電芯逐漸受到業(yè)界追捧。伴隨大電芯逐漸走熱,疊片工藝也逐漸顯現(xiàn)出其優(yōu)勢(shì)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),寧德時(shí)代、比亞迪、南都電源、派能科技、春蘭等近10家電池企業(yè)采用疊片工藝。

業(yè)界認(rèn)為,疊片工藝可以更好的發(fā)揮大型電芯優(yōu)勢(shì),其在安全性、能量密度、工藝控制等方面比卷繞占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)數(shù)據(jù)顯示,2023H1方形疊片電池整體滲透率約為15%,廣泛應(yīng)用到戶用儲(chǔ)能、國內(nèi)工商業(yè)儲(chǔ)能和源網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目中。相較去年同期,滲透率上漲超2倍。

疊片電池在理論上具有更高的體積能量密度上限、更穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和更長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)。

總體看來,疊片工藝與大容量電池生產(chǎn)工藝的匹配度更高,但存在設(shè)備投資成本高、良率低、效率不足、工藝難度大等劣勢(shì)。

據(jù)GGII統(tǒng)計(jì),疊片工藝在以下三點(diǎn)有較大的優(yōu)勢(shì):

1、疊片電池的極耳數(shù)量是卷繞的2倍,極耳數(shù)量的增加使得電子傳輸距離更短,電阻相比卷繞電池低10%-15%,產(chǎn)熱更小,理論循環(huán)壽命更長(zhǎng),滿足大規(guī)模儲(chǔ)能對(duì)高安全性和超長(zhǎng)循環(huán)壽命的要求;

2、疊片電池在封裝極片過程中不存在C角問題,能夠充分利用殼體邊角空間,提升體積和質(zhì)量能量密度,有利于減少儲(chǔ)能系統(tǒng)占地面積和土建支出;

3、疊片不存在C角內(nèi)應(yīng)力不均衡問題,在長(zhǎng)期電池循環(huán)使用中每層極片可保持界面相對(duì)平整,避免電流分布不均等問題,在中后期容量保持能力較優(yōu)秀。 不過,由于疊片大電芯工藝發(fā)展時(shí)間較短、產(chǎn)業(yè)配套成熟度不夠,存在設(shè)備效率較低、單GWh投資額較高、自動(dòng)化生產(chǎn)良率不高等一系列劣勢(shì),這些劣勢(shì)仍然是行業(yè)需要突破的難點(diǎn)。

不過可以展望的是,隨著疊片工藝的成熟、國產(chǎn)疊片機(jī)效率提升,疊片電池技術(shù)的低效率、高成本問題有望得到徹底解決。疊片工藝或與卷繞電池技術(shù) “相互補(bǔ)充、相互競(jìng)爭(zhēng)”態(tài)勢(shì)將不斷加劇。 

原標(biāo)題:寧王量產(chǎn)314Ah,儲(chǔ)能電芯發(fā)展拐點(diǎn)到來?
 
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來源:高工觀察
 
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