储能电芯正在加速向下一代迭代,500Ah+超大容量电芯或将在未来几年成为主流,已经是高确定性事件。
其背后原因,一方面是,在行业洗牌下,电芯企业需要通过持续的产品和技术创新,适当超前布局下一代储能电芯,以提高自身竞争力,应对产业同质化内卷;
另一方面是,随着储能市场不断成熟,储能系统集成商基于应用场景去定义产品,超大容量电芯在购置成本、度电成本、系统集成、BMS管理、零部件使用、运维售后等维度均优势明显,集成商对超大容量电芯表现出浓厚的兴趣和极高的认可度。
电池中国获悉,9月2日,中车株洲所联合兰钧新能源重磅推出了“688Ah”的超大容量储能电芯,体积能量密度达到435Wh/L+,相较于314Ah电芯提升了6%,实现了“单电芯2.2度电”,循环寿命10000次+,日历寿命超20年。配套688Ah的20尺标准舱,系统容量提升至6.9MWh+,真正实现了储能项目占地减少、投资成本降低、超长寿命使用及长时存储等运营端的“降本增效”,大幅提升电站投资回报率。
继去年在行业率先推出主打“精准一度电,极致性价比”的314Ah大容量、长寿命储能电芯,引领储能电芯迭代方向后,今年储能头部集成商中车株洲所牵手兰钧新能源,推出688Ah超大容量储能电芯,有望引领储能行业迈入大容量电芯时代。
01
688Ah超大容量
全系升级的新一代储能电芯
“对于储能应用端,电芯容量做大,可以降低系统集成的复杂性,简化装配工艺流程,节约设备、能耗与人力,减少零件分摊、降低集成成本;另外降低下一层级的成组数量,可以降低电芯到系统成组的损耗。”兰钧新能源研究院院长黄海宁对电池中国表示。
于电池企业而言,更大容量的储能电芯可以降低电芯的BOM和制造成本,且零部件分摊低。从投资效益来看,按照现有的314Ah电芯,传统一条产线年产能在3GWh左右,但是电芯容量提升到600Ah+,企业可以实现单产线10GWh年产能,制造成本和产线折旧损耗大幅降低,从而可提升电池企业产线收益。
基于对储能电芯迭代趋势的判断,叠加储能头部集成商对大容量电芯的诉求,兰钧新能源从一开始就围绕材料、工艺、设计、制造等维度进行创新。此次发布的688Ah新一代储能电芯,就是兰钧新能源基于储能电芯迭代方向,与储能头部集成商共同布局的下一代储能主流电芯路线。
据介绍,兰钧新能源688Ah新一代储能电芯,在材料化学体系、CPA技术精准控制和设计利用、超强系统结构设计开发,以及极限智能化生产制造等各环节均进行了全系升级,不仅实现了超长循环寿命、更高能量密度,还实现了储能电芯极致安全。
材料创新层面,据悉其隔膜采用抗热收缩自闭孔技术,隔膜表面同步涂覆氧化铝陶瓷层,可有效防止内部小概率的颗粒和锂枝晶等刺穿隔膜,具备极高的本征安全;
正极材料采用晶粒微观设计,兼顾了高能量&高能效,并且采取榫卯包覆设计,有效抑制杂质溶出,多维掺杂调控晶面,缩短了离子扩散路径;
电解液设计应用了SEI膜增韧技术,降低界面副反应,减少活性锂损耗,同时电解液消耗的精准计算可防止残液过量,保证产品循环寿命超过10000次;
CPA技术上,通过智能检测,按需补给实现锂的定量释放,保证循环恒久稳定;
在能量密度提升上,通过结构件精减、电芯辅材的减重、厚电芯高含量配方设计、精准电解液设计等,多维度实现电芯轻量化,实现能量密度的提升。
随着储能电芯容量的做大,安全挑战也与之增加。
在安全设计上,据介绍,兰钧688Ah电芯从内到外,从壳体结构、电芯材料、电气安全等多个维度,进行了多重安全防护设计,实现了储能电芯的极致安全:
首先是盖板强度升级,同等盖板厚度,顶盖常规抗变形能力增加100%,极端情况下抗变形能力增加30%;
其次是电芯内部微短路可监测。增加电芯内部热阻隔设计,抑制电芯内部不同单元之间的热蔓延;
第三是二段刻痕和龟背防爆阀设计。防爆阀二段刻痕+龟背设计,实现定向开阀、逐级泄压和稳定爆破;
绝缘性能方面,兰钧调整绝缘膜结构,保证粘度和剪切强度下,基材厚度增加50%,耐压能力增强一倍以上。
02
携手头部储能集成商
引领储能电芯迭代新趋势
作为逐渐成熟的产业,储能已经进入产品驱动市场快速发展的阶段。2023年,314Ah储能专用电芯出现,其在各项指标上均对传统的280Ah电芯形成了降维打击,因而314Ah电芯诞生后,开始快速对280Ah电芯进行市场替代。行业机构预测,今年年底314Ah储能电芯的市占率有望达到50%。
然而,随着储能装机快速扩大,市场竞争加剧,以及储能终端降本倒逼,头部企业已经密集备战下一代更大容量储能电芯。
兰钧新能源推出688Ah下一代超大容量储能电芯,通过能量密度提升,循环寿命改善,极致安全设计,既降低了电池企业产线投资和折旧成本,提升了竞争力。更为重要的是,对于下游客户和储能终端应用而言,通过超大容量电芯和超长循环寿命,将标准20尺储能舱容量提升至6.9MWh,对减少储能项目占地面积,降低初始购置和全生命周期度电成本,提升BMS管理精度等效果都非常明显。
资料显示,以常规项目容量100MW计算初始投资成本,基于688Ah大容量配套的标准20尺6.9MWh储能系统,相较于目前5MWh产品占地面积节省20%、零部件数量减少20%、初始成本节省8%。
通过做大电芯降低电芯和系统集成成本,进而通过容量、寿命、安全的升级迭代,降低全生命周期度电成本,提高储能电站投资回报率,是推动储能大规模应用的内核驱动力。
无论是储能集成商,还是电芯企业都已经看到这一趋势。今年以来,包括兰钧新能源、宁德时代、亿纬锂能、瑞浦兰钧、中创新航、海辰储能、蜂巢能源等头部电池企业都在加码500Ah+大容量电芯的开发。
可以预见,基于产品力的提升,新一代超大容量储能电芯,也会快速替代原有的280/314Ah电芯。
行业头部集成商在装机、市场份额和储能应用拓展上有优势,在下一代大容量储能电芯规格制定上更有话语权,能进入头部集成商供应链,并与之进行深层次合作,对准确把握下一代储能电芯技术路线尤为重要。
在314Ah储能电芯上,头部储能集成商选择与兰钧新能源深层次合作,在行业率先推出并引领行业趋势;在新一代超大容量电芯研发上,中车株洲所也同样选择了兰钧新能源,表明兰钧新能源在储能电芯领域的技术实力、制造能力和供应链安全上,获得了头部集成商的深度信赖与认可。
值得一提的是,中车株洲所是央企中国中车集团的全资孙公司,近年来在储能领域发展迅猛。其中,2023年中车株洲所中标约10GWh储能系统订单;今年以来,公司已中标储能系统约10GWh,位居行业前列。
尽管成立仅四年的时间,但兰钧新能源已经进入中车株洲所等头部集成商或央国企供应链,与之达成深度合作,并基于各自优势协同开发储能电芯和系统产品,兰钧新能源“突起”的背后是其研发、产品等实力的综合体现。
对于兰钧新能源来说,与头部集成商在前沿技术、下一代产品开发上的合作,也有利于巩固其在储能电芯领域的技术和产品领先力。例如,在新一代大容量电芯开发上,得益于与头部集成商的协同开发,可以让兰钧新能源更好理解和评估新一代大容量电芯性能需求、系统端的资源配置效率、标准化应用推广、产线投入等。
当前,储能电芯同质化、低价化竞争形势严峻,业内认为储能产业应加速从价格驱动转变为价值驱动。相较于低价产品,在运营环节持续降本增效的高竞争力储能电池更受市场青睐。作为在能量密度、循环寿命、安全性和投资成本等维度全系升级的新一代超大容量储能电芯,688Ah的推出势必会推动收益回报进入新阶段,引领新一轮技术竞争,并最终推动储能产业的更高质量发展。
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