大容量储能电芯正成为电池企业押注的主要技术路线

2023-08-31 08:45:35 来源：电池中国小 中

基于市场应用需求变化和电芯技术迭代趋势，大容量储能电芯正在成为电池企业押注的主要技术路线。

据电池中国不完全统计，截至目前，已经有超过20家电池企业布局研发，或已发布容量在300Ah及以上的大容量储能专用电芯。其中，包括宁德时代、远景动力、蜂巢能源、瑞浦兰钧、亿纬锂能、正力新能、海辰储能、楚能新能源、鹏辉能源、南都电源都已经发布相关产品。

从市场端来看，因大容量电芯组成系统后零部件使用量减少，可以拥有更高体积能量密度和更低成本，目前终端已经发出相关采购指引。例如中国华电集团近期发布磷酸铁锂电化学储能系统集采招标公告，其采购2小时储能系统总规模达5GWh，并且明确要求电池单体容量在280Ah（含）以上；美国储能系统集成商Powin此前也表示，目前其对电芯采购需容量在280Ah-310Ah之间，电芯尺寸兼容现有280Ah尺寸。据悉，Powin已经开始接触300Ah+储能电芯企业。

【资料图】

从电池企业角度来看，一方面，大容量、高安全、长寿命、低成本的储能专用电芯，正成为电力储能场景产品应用的主流方向，市场需求旺盛；另一方面，随着电芯设计、制造技术不断成熟，通过提升电芯容量，降低成本也成为企业俘获客户的重要途径。

从目前做大电池容量趋势来看，主要有两种路径：一种是沿用280Ah尺寸，继续采用71*173方形尺寸，将电芯容量不断上探，目前已经出现306Ah、314Ah、320Ah，甚至340Ah相关电芯。这一路径的优势是电芯兼容性高，系统集成友好，系统集成商可以选择不同的电芯供应商。但难点是随着电芯容量不断做大，散热、安全、制造和成本挑战越来越大，考验着电池企业的技术功底。目前包括宁德时代、远景动力、瑞浦兰钧、海辰储能等都主要选择这一路线。

另一种是突破现有71*173规格桎梏，探索适合大容量储能应用场景的新规格。目前已发布300Ah+，且采用新尺寸规格的大容量储能专用电芯的仅有蜂巢能源。今年4月，蜂巢能源推出的L500型325Ah叠片短刀储能专用大容量电芯，厚度仅有21mm，比当前280Ah储能电芯薄了2/3，但长度更长。

2020年，宁德时代率先量产交付280Ah大容量电芯，随后这一产品在商用车和储能领域开始快速导入和渗透。随着电池企业对储能市场需求了解不断深入，自2021年以来，容量在280Ah以上的产品开始陆续出现，但是宁德时代鲜有透露除了280Ah以外的新的大容量储能电芯。

然而，今年6月宁德时代306Ah储能电芯首次在行业活动上亮相；近日，宁德时代再次官宣搭载314Ah储能电芯的储能产品量产交付。

可以预见，随着宁德时代加入300Ah+大容量储能电芯阵营，大容量储能电芯时代将加速到来，电池企业在300Ah+储能电芯上的技术创新竞赛也会愈发激烈。电池中国梳理了部分企业300Ah+储能电芯创新技术，以作参考。

宁德时代：306Ah、314Ah储能专用电芯

宁德时代表示，314Ah储能专用电芯的量产交付，是公司又一次通过技术创新，引领储能系统的发展，为能源储存领域带来新的突破。

据了解，宁德时代EnerD系列产品采用了其储能专用314Ah电芯，并配备CTP液冷3.0高效成组技术，优化电芯的成组结构和导电连接结构，同时在设计和制造过程采用更加模块化和标准化的设计，实现20尺单舱电量从3.354MWh提升到了5.0MWh，相比于上一代产品，全新EnerD系列液冷储能预制舱的占地面积节约20%以上，施工工程量减少15%，调试运维成本下降10%，并且在能量密度和性能方面也得到显著提升。

不过，至于314Ah储能专用电芯能量密度、循环等参数，宁德时代并未提及，同时也未透露在材料、结构、工艺等方面的创新情况。

远景动力：305Ah、315Ah储能专用电芯

今年4月，远景动力发布全新一代315Ah储能电芯产品。据远景动力介绍，315Ah储能电芯在尺寸不变的基础上，较其2021年在业内率先推出的305Ah储能专用电芯，能量密度再次提升11%，并实现“单颗电芯一度电（1008Wh）”；循环寿命高达12000次，一天一次充放电可满足25年安全可靠运行的要求，并适配当前市场主流储能系统方案。

技术创新方面，在正极材料上，远景动力通过优化材料表面颗粒配比，材料包覆技术，多元素均相掺杂技术，实现能量密度与循环寿命的双提升；

负极方面，针对负极材料定制化开发，降低材料表面锂耗，持续提升材料的动力学性能，延长电芯循环寿命；

电解液方面，开发高浸润电解液；

在补锂技术上，创新开发的补锂缓释技术，能在电池全生命周期内实现长期稳定的锂损失补偿。

在电芯结构设计上，远景动力采用自研的一体注塑结构盖板，结构高度精简，过流能力强，确保全生命周期结构性能稳定。

在工艺创新上，远景动力采用了极片压花技术，改善了极片充放电后的褶皱问题，进一步提升了产品的可靠性。

蜂巢能源：325Ah叠片短刀电芯

今年4月，蜂巢能源子公司蜂巢智储发布了L500型325Ah叠片短刀储能专用大电芯。

据了解，蜂巢能源325Ah叠片短刀储能大电芯，采用了预锂、柔性包覆等先进技术，可大幅提升能量密度与循环寿命。

工艺创新上，325Ah储能电芯采用了蜂巢能源自主研发的“飞叠”技术，实现了极片与隔膜完全复合，保证了正负极反应界面的一致性，显著提升了电芯安全性，经过严苛的针刺试验不起火、不冒烟，可实现电芯本征安全。

循环寿命方面，蜂巢能源则通过技术创新，降低工艺复杂度，以较低产线投资、低制造投入同样实现了12000次循环。

据介绍，通过材料创新、短刀设计、LCTP结构创新和叠片效率提升，L500型储能电芯系统能量密度较现阶段主流产品提升了10%，同时电芯数量减少、结构件优化，可以使得整体成本有明显下降。

瑞浦兰钧：320Ah、340Ah“问顶”储能电芯

今年5月，瑞浦兰钧发布了储能系列“问顶电池”：320Ah和340Ah大电芯。

电池中国了解到，问顶320Ah储能电芯融合了电芯结构技术、工艺技术和装备技术创新及稳定固液界面等多项核心技术。

其中，“问顶”电池缩短极耳长度，改变其与转接片的连接方式，采用一体化焊接技术，使得电芯内部结构实现了一体化的连接，把原有的顶部空间由15毫米缩减到了8毫米，使空间利用率有效提升7%以上。

据介绍，基于瑞浦兰钧自主研发的“问顶”技术，问顶320Ah储能电芯在和280Ah方形电芯相同的尺寸下，可实现高能量、长寿命、高安全的优越性能，产品的体积能量密度达到400Wh/L，循环寿命8000-10000次，日历寿命20年以上。

瑞浦兰钧副总裁侯敏博士透露，320Ah和340Ah问顶电池储能系列将于2023年Q3、Q4正式开售。

鹏辉能源：320Ah储能电芯

鹏辉能源同样在今年4月发布了320Ah储能电芯。据介绍，该产品单体容量相较上一代产品提升14%，在同尺寸产品中系统能量提升14%，循环寿命>8000次，使用寿命超20年。同时，可实现低温-40℃存储和-30℃放电。

在320Ah产品的技术创新上，鹏辉能源开发了独家电解液设计配方和工艺，有效降低成膜内阻，提升能效0.5%；极耳结构仿真优化，卷芯空间利用率提升1%，可以更好地提升产品的安全性能。

海辰储能：320Ah储能电芯

海辰储能在300Ah+储能电芯上，同样选择了320Ah这一容量。据悉，该款新品体积能量密度达385Wh/L、循环寿命10000次，且具备高兼容性（性能兼容、尺寸兼容、热管理兼容），可大幅度降低系统首次购置成本，以及全生命周期度电成本。

为了保证电池循环寿命，海辰储能采用高浸润、高电导率电解液等技术，保证初始及循环过程极片的可靠性；采用蛛网型结构粘结主材物质，可以提高老化过程极片的稳定性；沿用已有产品SEI膜稳定技术元素，并进行升级优化，可以保证320Ah循环性能。

海辰储能320Ah电力储能专用电池，将于2023年第三季度送样，2024年第一季度交付。

（原标题：头部风向！300Ah+大容量储能电芯来了）

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