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在市場(chǎng)需求倒逼和技術(shù)驅(qū)動(dòng)下，儲(chǔ)能電池領(lǐng)域的技術(shù)“內(nèi)卷”正在加速。

今年年初，標(biāo)準(zhǔn)20尺單艙容量普遍還停留在3.35MWh。進(jìn)入下半年，寧德時(shí)代、億緯鋰能、瑞浦蘭鈞、遠(yuǎn)景動(dòng)力、鵬輝能源、欣旺達(dá)等多家頭部電池企業(yè)，紛紛推出單顆容量在310+Ah的電芯，20尺單艙電量進(jìn)入5MWh時(shí)代。

然而，進(jìn)入四季度，已經(jīng)有企業(yè)開始向20尺單艙6MWh發(fā)起了挑戰(zhàn)。

11月1日，協(xié)鑫集團(tuán)對(duì)外發(fā)布了儲(chǔ)能系統(tǒng)新品——“鑫+”系列。其中，其“鑫宇+”大儲(chǔ)集成產(chǎn)品面對(duì)電站級(jí)應(yīng)用場(chǎng)景，以200kWh大PACK為主設(shè)計(jì)單元，單標(biāo)準(zhǔn)20尺集成艙可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能容量達(dá)到6MWh。

頭部企業(yè)的產(chǎn)品動(dòng)作往往極具風(fēng)向意義。此前，陽(yáng)光電源提出儲(chǔ)能電芯314Ah容量參考，該電芯可以實(shí)現(xiàn)20尺集成艙容量邁入5MWh；作為同是光伏領(lǐng)域頭部企業(yè)的協(xié)鑫集團(tuán)，此次率先開啟6MWh，相信也會(huì)引領(lǐng)電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的新一輪技術(shù)較量。

儲(chǔ)能系統(tǒng)集成容量和效率的快速迭代，一方面是在儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景快速市場(chǎng)化的背景下，應(yīng)用端對(duì)高集成、高效率、低投資和運(yùn)營(yíng)成本儲(chǔ)能產(chǎn)品的追求；另一方面則是電池企業(yè)在電池材料、工藝、結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)化方面的技術(shù)創(chuàng)新能力開始顯現(xiàn)，更加可靠、安全和高性能的電池技術(shù)和產(chǎn)品開始持續(xù)導(dǎo)入儲(chǔ)能端。

助力協(xié)鑫跨入6MWh門檻，電池端的創(chuàng)新可謂功不可沒，協(xié)鑫集團(tuán)也直接證實(shí)了這一點(diǎn)。

“除了材料，電芯的核心是結(jié)構(gòu)和工藝，儲(chǔ)能需要大容量、長(zhǎng)循環(huán)、高安全、高能效電芯結(jié)構(gòu)，我們聯(lián)合合作伙伴推出了高效疊片短刀儲(chǔ)能電芯，具備大于10000次的循環(huán)，大于95%的能量效率，單體容量325Ah，最大容量可達(dá)350Ah。”協(xié)鑫集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人透露，這種短刀儲(chǔ)能電芯可以提供良好的散熱性能，實(shí)現(xiàn)了100%不起火；同時(shí)疊片結(jié)構(gòu)相比卷繞結(jié)構(gòu)，能量密度、循環(huán)性能以及動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能都有了明顯提高和改善。

據(jù)了解，協(xié)鑫集團(tuán)6MWh大儲(chǔ)集成產(chǎn)品“鑫宇+”，搭載的儲(chǔ)能電芯來自蜂巢能源，是蜂巢能源今年重點(diǎn)開發(fā)的儲(chǔ)能專用電芯——325Ah儲(chǔ)能專用短刀電芯。

同日，協(xié)鑫集團(tuán)與蜂巢能源就儲(chǔ)能型短刀疊片電芯達(dá)成戰(zhàn)略合作，協(xié)鑫集團(tuán)新品“鑫+”系列儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品將使用蜂巢能源325Ah儲(chǔ)能電芯。

6MWh儲(chǔ)能容量，電芯是如何做到的？

從電力場(chǎng)景來看，目前單個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目正進(jìn)入GWh時(shí)代，儲(chǔ)能電站對(duì)于儲(chǔ)能電芯的容量提出了更高要求，比如更大容量、更加安全、更長(zhǎng)壽命等。

標(biāo)準(zhǔn)20尺單艙容量從3.5MWh提升到目前的5MWh，再到最新的6MWh，正是在單個(gè)項(xiàng)目GWh規(guī)模趨勢(shì)下的技術(shù)和產(chǎn)品迭代趨勢(shì)。

儲(chǔ)能電芯容量的提升是儲(chǔ)能系統(tǒng)容量提升的關(guān)鍵。今年以來，為滿足5MWh單艙容量需求，各家電池企業(yè)紛紛推出容量在310Ah+的大容量?jī)?chǔ)能電芯。

蜂巢能源順應(yīng)目前儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)大容量趨勢(shì)，面向電力儲(chǔ)能、大型工商業(yè)儲(chǔ)能等領(lǐng)域GWh級(jí)儲(chǔ)能應(yīng)用需求，在業(yè)界推出325Ah儲(chǔ)能專用短刀電芯，該電芯實(shí)現(xiàn)單顆電芯達(dá)到“一度電”，在能量密度、安全性能和成本方面均有明顯優(yōu)勢(shì)。

作為蜂巢能源針對(duì)電力、工商業(yè)領(lǐng)域正向開發(fā)的短刀儲(chǔ)能電芯，325Ah電芯采用長(zhǎng)壽命正負(fù)極，大幅優(yōu)化材料粒度控制及電荷分布均勻性，減少劣化；采用表面包覆優(yōu)化技術(shù)，提高表面穩(wěn)定性同時(shí)降低阻抗；采用長(zhǎng)壽命電解液，電解液組分調(diào)控，改善成膜穩(wěn)定性及再生修復(fù)，大幅提升電芯循環(huán)及日歷壽命；應(yīng)用了石墨顆粒表面調(diào)控技術(shù)，減少表面副反應(yīng)，以及石墨晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高本征穩(wěn)定性。


儲(chǔ)能系統(tǒng)集成層面，蜂巢能源325Ah短刀儲(chǔ)能電芯采用L形短刀疊片結(jié)構(gòu)，顛覆傳統(tǒng)VDA電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在成組效率上也有明顯提升。這一點(diǎn)通過協(xié)鑫集團(tuán)合作的產(chǎn)品可以看出。據(jù)協(xié)鑫介紹，其基于蜂巢能源325Ah儲(chǔ)能電芯設(shè)計(jì)的系統(tǒng)集成產(chǎn)品，成組效率較傳統(tǒng)產(chǎn)品提升30%，電氣接頭減少50%，單PACK容量達(dá)200kWh。而基于200kWh的PACK為基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)20尺單艙容量可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能容量達(dá)6MWh。

據(jù)蜂巢能源介紹，未來公司將基于325Ah的升級(jí)版本，在能量密度、安全性方向追求極致，公司正在開發(fā)20尺集裝箱下滿足6.5MWh+的儲(chǔ)能專用短刀電芯，通過C-R高度集成設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量密度提升超過30%、簇級(jí)零部件數(shù)量減少55%、簇級(jí)成組成本節(jié)省28%。

大容量?jī)?chǔ)能電芯安全，蜂巢能源新解法

基于電力、工商業(yè)儲(chǔ)能等應(yīng)用場(chǎng)景需求，開發(fā)大容量磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電池，已經(jīng)成為多數(shù)企業(yè)開發(fā)儲(chǔ)能產(chǎn)品的主要方向。值得注意的是，今年5月，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高在電池中國(guó)舉辦的第四屆新能源汽車及動(dòng)力電池(CIBF2023深圳)國(guó)際交流會(huì)上指出，隨著SOC(電池單元的充電狀態(tài))的增加，大容量磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э禺a(chǎn)生的氫氣比例升高，燃爆指數(shù)是三元電池的兩倍。當(dāng)前，眾多玩家涌入大容量電池賽道，且部分廠家以低價(jià)占領(lǐng)市場(chǎng)，也使得低安全產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，對(duì)行業(yè)發(fā)展造成潛在隱患。

針對(duì)儲(chǔ)能專用電芯大容量安全隱患，蜂巢能源突破傳統(tǒng)VDA電芯內(nèi)阻高、極片褶皺變形影響安全，以及電芯厚、散熱差，形成系統(tǒng)后熱量難以管理的桎梏，公司從底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，打破行業(yè)傳統(tǒng)VDA尺寸下儲(chǔ)能產(chǎn)品形態(tài)，采用長(zhǎng)薄化電芯結(jié)構(gòu)和疊片工藝?；诖嗽O(shè)計(jì)，短刀儲(chǔ)能電芯的長(zhǎng)、薄、大面散熱，可以有效提升儲(chǔ)能電芯、系統(tǒng)的安全性，同時(shí)疊加溫度控制優(yōu)化，還可帶來全生命周期循環(huán)提升10%以上。

從系統(tǒng)層面來看，得益于短刀電芯設(shè)計(jì)的電池更薄，比表面積大、散熱性更好；同時(shí)蜂巢能源產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)對(duì)短刀電芯極柱、極耳、連接件過流能力進(jìn)行仿真最優(yōu)化，和傳統(tǒng)磷酸鐵鋰280Ah電芯相比，325Ah短刀電芯的溫度分布對(duì)熱管理也更加友好。

儲(chǔ)能電芯降本背后的技術(shù)角力

對(duì)于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)來說，其特點(diǎn)是價(jià)值（利潤(rùn)）產(chǎn)生在應(yīng)用端。如何在應(yīng)用場(chǎng)景上為客戶持續(xù)創(chuàng)造和實(shí)現(xiàn)價(jià)值，是儲(chǔ)能電池企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)。解決這個(gè)問題，就需要儲(chǔ)能電芯具備高安全、高一致性和超長(zhǎng)循環(huán)壽命。

當(dāng)然，現(xiàn)階段來看儲(chǔ)能系統(tǒng)報(bào)價(jià)已經(jīng)較年初腰斬，報(bào)價(jià)低至0.75元/Wh左右，隨著數(shù)萬家企業(yè)涌入儲(chǔ)能賽道，市場(chǎng)廝殺非常激烈，如果通過高性價(jià)比的儲(chǔ)能電芯參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，則取決于電池企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造能力。

在儲(chǔ)能電芯開發(fā)和制造上，蜂巢能源通過短刀電芯設(shè)計(jì)+飛疊工藝+極限制造，全面賦能儲(chǔ)能電芯成本競(jìng)爭(zhēng)力的提升。

據(jù)了解，目前蜂巢疊片工藝已迭代到第三代，效率達(dá)到0.125s/片，結(jié)合極片熱復(fù)合+多片疊技術(shù)，單片效率提升200%，每GWh投資節(jié)省53%，設(shè)備單位占地節(jié)省45%以上，可大幅度降低廠房建設(shè)成本、能耗成本以及人工成本。

此外，蜂巢能源飛疊技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)極片與隔膜完全復(fù)合，保證了正負(fù)極反應(yīng)界面的一致性，界面穩(wěn)定性更優(yōu)，循環(huán)壽命可達(dá)12000次，進(jìn)一步延長(zhǎng)了儲(chǔ)能項(xiàng)目使用年限，進(jìn)而可產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)效益。

可以看出，通過長(zhǎng)薄化短刀電芯設(shè)計(jì)，蜂巢能源儲(chǔ)能電芯儲(chǔ)能系統(tǒng)成組效率、零部件節(jié)約和熱管理方面已經(jīng)凸顯優(yōu)勢(shì)，如搭載325Ah儲(chǔ)能電芯的液冷儲(chǔ)能柜，相較于目前主流的280Ah液冷儲(chǔ)能柜，系統(tǒng)能量密度可以提升30%，簇級(jí)零部件數(shù)量減少55%，簇級(jí)成組成本降低28%。

在制造層面，蜂巢能源基于飛疊工藝，一方面可大幅提升制造效率和能力，從制造端降本；另一方面可延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命，從應(yīng)用端持續(xù)為儲(chǔ)能客戶創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

在應(yīng)用端，得益于325Ah大容量電芯，系統(tǒng)可以匹配5MWh、6MWh的儲(chǔ)能單艙容量，可以節(jié)省儲(chǔ)能項(xiàng)目的投資和土地使用成本。

10月25日，蜂巢能源飛疊短刀325Ah儲(chǔ)能電芯在成都基地下線，標(biāo)志著蜂巢能源憑借“短刀+飛疊”優(yōu)勢(shì)，在推動(dòng)儲(chǔ)能全域短刀化上邁出了實(shí)質(zhì)性的一步。11月1日，該產(chǎn)品就已經(jīng)配套協(xié)鑫集團(tuán)等光伏頭部企業(yè)，也足可見325Ah儲(chǔ)能短刀電芯強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)能力。據(jù)電池中國(guó)了解，目前除了協(xié)鑫，四川能投、四川智慧綠動(dòng)、蘇州中鑫新能源等多家企業(yè)，也分別與蜂巢能源簽署了儲(chǔ)能項(xiàng)目合作協(xié)議。顯然，蜂巢能源325Ah儲(chǔ)能電芯，未來將是電力、工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目領(lǐng)域的一個(gè)重要標(biāo)桿。 

原標(biāo)題：6MWh時(shí)代開啟，大容量?jī)?chǔ)能電芯再迎新突破