儲能電芯正在加速向下一代迭代,500Ah+超大容量電芯或將在未來幾年成為主流,已經是高確定性事件。
其背后原因,一方面是,在行業洗牌下,電芯企業需要通過持續的產品和技術創新,適當超前布局下一代儲能電芯,以提高自身競爭力,應對產業同質化內卷;
另一方面是,隨著儲能市場不斷成熟,儲能系統集成商基于應用場景去定義產品,超大容量電芯在購置成本、度電成本、系統集成、BMS管理、零部件使用、運維售后等維度均優勢明顯,集成商對超大容量電芯表現出濃厚的興趣和極高的認可度。
電池中國獲悉,9月2日,中車株洲所聯合蘭鈞新能源重磅推出了“688Ah”的超大容量儲能電芯,體積能量密度達到435Wh/L+,相較于314Ah電芯提升了6%,實現了“單電芯2.2度電”,循環壽命10000次+,日歷壽命超20年。配套688Ah的20尺標準艙,系統容量提升至6.9MWh+,真正實現了儲能項目占地減少、投資成本降低、超長壽命使用及長時存儲等運營端的“降本增效”,大幅提升電站投資回報率。
繼去年在行業率先推出主打“精準一度電,極致性價比”的314Ah大容量、長壽命儲能電芯,引領儲能電芯迭代方向后,今年儲能頭部集成商中車株洲所牽手蘭鈞新能源,推出688Ah超大容量儲能電芯,有望引領儲能行業邁入大容量電芯時代。
01
688Ah超大容量
全系升級的新一代儲能電芯
“對于儲能應用端,電芯容量做大,可以降低系統集成的復雜性,簡化裝配工藝流程,節約設備、能耗與人力,減少零件分攤、降低集成成本;另外降低下一層級的成組數量,可以降低電芯到系統成組的損耗。”蘭鈞新能源研究院院長黃海寧對電池中國表示。
于電池企業而言,更大容量的儲能電芯可以降低電芯的BOM和制造成本,且零部件分攤低。從投資效益來看,按照現有的314Ah電芯,傳統一條產線年產能在3GWh左右,但是電芯容量提升到600Ah+,企業可以實現單產線10GWh年產能,制造成本和產線折舊損耗大幅降低,從而可提升電池企業產線收益。
基于對儲能電芯迭代趨勢的判斷,疊加儲能頭部集成商對大容量電芯的訴求,蘭鈞新能源從一開始就圍繞材料、工藝、設計、制造等維度進行創新。此次發布的688Ah新一代儲能電芯,就是蘭鈞新能源基于儲能電芯迭代方向,與儲能頭部集成商共同布局的下一代儲能主流電芯路線。
據介紹,蘭鈞新能源688Ah新一代儲能電芯,在材料化學體系、CPA技術精準控制和設計利用、超強系統結構設計開發,以及極限智能化生產制造等各環節均進行了全系升級,不僅實現了超長循環壽命、更高能量密度,還實現了儲能電芯極致安全。
材料創新層面,據悉其隔膜采用抗熱收縮自閉孔技術,隔膜表面同步涂覆氧化鋁陶瓷層,可有效防止內部小概率的顆粒和鋰枝晶等刺穿隔膜,具備極高的本征安全;
正極材料采用晶粒微觀設計,兼顧了高能量&高能效,并且采取榫卯包覆設計,有效抑制雜質溶出,多維摻雜調控晶面,縮短了離子擴散路徑;
電解液設計應用了SEI膜增韌技術,降低界面副反應,減少活性鋰損耗,同時電解液消耗的精準計算可防止殘液過量,保證產品循環壽命超過10000次;
CPA技術上,通過智能檢測,按需補給實現鋰的定量釋放,保證循環恒久穩定;
在能量密度提升上,通過結構件精減、電芯輔材的減重、厚電芯高含量配方設計、精準電解液設計等,多維度實現電芯輕量化,實現能量密度的提升。
隨著儲能電芯容量的做大,安全挑戰也與之增加。
在安全設計上,據介紹,蘭鈞688Ah電芯從內到外,從殼體結構、電芯材料、電氣安全等多個維度,進行了多重安全防護設計,實現了儲能電芯的極致安全:
首先是蓋板強度升級,同等蓋板厚度,頂蓋常規抗變形能力增加100%,極端情況下抗變形能力增加30%;
其次是電芯內部微短路可監測。增加電芯內部熱阻隔設計,抑制電芯內部不同單元之間的熱蔓延;
第三是二段刻痕和龜背防爆閥設計。防爆閥二段刻痕+龜背設計,實現定向開閥、逐級泄壓和穩定爆破;
絕緣性能方面,蘭鈞調整絕緣膜結構,保證粘度和剪切強度下,基材厚度增加50%,耐壓能力增強一倍以上。
02
攜手頭部儲能集成商
引領儲能電芯迭代新趨勢
作為逐漸成熟的產業,儲能已經進入產品驅動市場快速發展的階段。2023年,314Ah儲能專用電芯出現,其在各項指標上均對傳統的280Ah電芯形成了降維打擊,因而314Ah電芯誕生后,開始快速對280Ah電芯進行市場替代。行業機構預測,今年年底314Ah儲能電芯的市占率有望達到50%。
然而,隨著儲能裝機快速擴大,市場競爭加劇,以及儲能終端降本倒逼,頭部企業已經密集備戰下一代更大容量儲能電芯。
蘭鈞新能源推出688Ah下一代超大容量儲能電芯,通過能量密度提升,循環壽命改善,極致安全設計,既降低了電池企業產線投資和折舊成本,提升了競爭力。更為重要的是,對于下游客戶和儲能終端應用而言,通過超大容量電芯和超長循環壽命,將標準20尺儲能艙容量提升至6.9MWh,對減少儲能項目占地面積,降低初始購置和全生命周期度電成本,提升BMS管理精度等效果都非常明顯。
資料顯示,以常規項目容量100MW計算初始投資成本,基于688Ah大容量配套的標準20尺6.9MWh儲能系統,相較于目前5MWh產品占地面積節省20%、零部件數量減少20%、初始成本節省8%。
通過做大電芯降低電芯和系統集成成本,進而通過容量、壽命、安全的升級迭代,降低全生命周期度電成本,提高儲能電站投資回報率,是推動儲能大規模應用的內核驅動力。
無論是儲能集成商,還是電芯企業都已經看到這一趨勢。今年以來,包括蘭鈞新能源、寧德時代、億緯鋰能、瑞浦蘭鈞、中創新航、海辰儲能、蜂巢能源等頭部電池企業都在加碼500Ah+大容量電芯的開發。
可以預見,基于產品力的提升,新一代超大容量儲能電芯,也會快速替代原有的280/314Ah電芯。
行業頭部集成商在裝機、市場份額和儲能應用拓展上有優勢,在下一代大容量儲能電芯規格制定上更有話語權,能進入頭部集成商供應鏈,并與之進行深層次合作,對準確把握下一代儲能電芯技術路線尤為重要。
在314Ah儲能電芯上,頭部儲能集成商選擇與蘭鈞新能源深層次合作,在行業率先推出并引領行業趨勢;在新一代超大容量電芯研發上,中車株洲所也同樣選擇了蘭鈞新能源,表明蘭鈞新能源在儲能電芯領域的技術實力、制造能力和供應鏈安全上,獲得了頭部集成商的深度信賴與認可。
值得一提的是,中車株洲所是央企中國中車集團的全資孫公司,近年來在儲能領域發展迅猛。其中,2023年中車株洲所中標約10GWh儲能系統訂單;今年以來,公司已中標儲能系統約10GWh,位居行業前列。
盡管成立僅四年的時間,但蘭鈞新能源已經進入中車株洲所等頭部集成商或央國企供應鏈,與之達成深度合作,并基于各自優勢協同開發儲能電芯和系統產品,蘭鈞新能源“突起”的背后是其研發、產品等實力的綜合體現。
對于蘭鈞新能源來說,與頭部集成商在前沿技術、下一代產品開發上的合作,也有利于鞏固其在儲能電芯領域的技術和產品領先力。例如,在新一代大容量電芯開發上,得益于與頭部集成商的協同開發,可以讓蘭鈞新能源更好理解和評估新一代大容量電芯性能需求、系統端的資源配置效率、標準化應用推廣、產線投入等。
當前,儲能電芯同質化、低價化競爭形勢嚴峻,業內認為儲能產業應加速從價格驅動轉變為價值驅動。相較于低價產品,在運營環節持續降本增效的高競爭力儲能電池更受市場青睞。作為在能量密度、循環壽命、安全性和投資成本等維度全系升級的新一代超大容量儲能電芯,688Ah的推出勢必會推動收益回報進入新階段,引領新一輪技術競爭,并最終推動儲能產業的更高質量發展