(转自:储能与电力市场)
随着各家型号纷纷推出,储能电芯参数的“定义”日渐白热化。
大容量储能,电芯究竟选600Ah+还是500Ah+?选叠片还是卷绕?在“真能量”“真价值”的各类参数标签混战中,行业也在思考,这些实验室里的参数,如何能够体现电站全生命周期的收益能力?
其实答案早已明朗,由实际应用效益来决策。
市场需要的,永远是抓住老鼠的那只猫。所以,这并不是电芯企业“电芯定义系统”与集成商“系统反向定义电芯”的交锋,而是降本增效后,市场效益的博弈。
但在纷纷攘攘的争执中,如何避免储能行业陷入电芯层面简单的容量内卷,从而聚力共谋行业高质量发展,是目前需要引起重视的问题。
电芯≠储能系统
不容忽视的储能市场应用需求
聚焦到大容量储能领域,首要需明晰的是市场需要怎样的产品?
随着应用规模快速增长,储能市场的巨大潜力带动了专用电芯的出现。
2023年之前,280Ah电芯占据主导地位,而2024年以后,300Ah+电芯已成为应用主力。2024年下半年开始,第三代600Ah及以上容量电芯又开始崭露头角。目前,以2025年6月SNEC展会为节点,600Ah+和500Ah+的第三代大容量储能电芯之争逐渐白热化。
在电芯的迭代过程中,储能系统厂商的推动作用明显。为满足电网的各种应用需求,其参与带动了第一代和第二代储能专用电芯的快速推广。
而第三代储能专用电芯,将面临更高的电网技术门槛。
根据规划,国内将在2025年底前基本实现电力现货市场全覆盖,全面开展连续结算运行。而在现货市场推进的过程中,适合灵活性资源发挥价值与作用的市场机制也正在加速落地。对于储能来说,愈发需要结合不同的应用场景,综合考虑具体角色以及可以实现的价值,去进行系统及功能设计。
复杂的应用场景,电力系统的多样化需求,都需要储能系统去应对。能量型应用中,能量密度、一致性、度电成本等需要最优;功率型应用中,浅充浅放、频繁调度又对快速响应能力、热管理等提出了更高的要求。
电芯,作为储能系统的核心元器件,需要在“既要”“又要”中,必须实现既安全又高效、散热好、能量密度高、寿命长,同时系统协同度高......
也正因为如此,在最终的应用产品面前,储能系统厂商需要电芯是系统的“最优解”,以实现协同效益的最大化。
“电芯≠储能系统”,简单粗暴拼装的弊端,也在新型电力系统下更加凸显。
大容量升级,远不是简单的直流侧电芯容量增大。电池管理系统(BMS)控制会同步变化;电芯以外,储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)等需要结合具体需求进行匹配,例如交流测是否需要配合新能源运行,是否需要提供调频等辅助服务,是否需要构网型等;此外,储能系统整体布局和设计、安全规范等都需升级……仅从电芯出发去考虑储能系统设计,显然远不足以满足电力系统需求。
所幸的是,时至今日,在储能产品的迭代上,观念也发生了很大的变化。电芯≠储能系统,已逐渐成为行业共识。
就如同新能源汽车性能的优劣,并不仅取决于电芯本身,电控、电驱以及智能驾驶系统等多重因素也都发挥着决定性的作用一样,储能系统,也期望通过选择适合自己的“配件”,并最终聚成合力,在市场竞争中实现自己的最大应用价值。
大容量电芯,是市场发展的选择
但也不能盲目追求尺寸
再看看大容量本身的另一大争议,叠片和卷绕工艺之争。
大容量是储能系统降本增效的必经之路。大容量电芯的应用,能显著提升储能系统体积能量密度,减少系统连接件等配套器件的使用数量,是实现系统产品降本的重要手段和方向。随着GWh级的大型储能电站、4小时及以上长时储能需求不断增加,大容量电芯的应用需求也在不断增加。
尽管大容量电芯的价值已经得到市场认可,但究竟使用什么标准的大电芯,在现阶段却很难达成统一。截至目前,下一代更大容量电芯,已经形成了400Ah左右、500Ah+、600Ah+三大技术阵营。而此次聚焦到684Ah与587Ah电芯上的争论,更是集中体现了这其中不同产品理念的博弈。
587Ah从现有产品体系出发,延续卷绕式工艺追求产线兼容性;而684Ah电芯,则系统集成角度出发,采用叠片工艺重新定义电芯规格,追求能量密度、热管理与成本控制的最优解。
尽管卷绕工艺在技术上更为成熟且在生产制造商也更具成本优势,但包括欣旺达、中创新航、比亚迪、瑞浦兰钧、亿纬锂能、蜂巢能源、海辰储能等在内的20余家电芯企业也已布局了叠片电芯生产。
究其原因,叠片工艺让电芯在性能上具备更高的优越性。如相比卷绕更易实现大尺寸极片的均匀排布;每层极片独立引出极耳(数量≈卷绕2倍),内阻低10%以上;充放电能量效率达96.5%;无R角,空间利用率高,能量密度提升5%-10%;内阻低→发热少→膨胀小→衰减慢,循环寿命长等。
阳光电源在阐述其为什么选择684Ah电芯以及以此为基础设计其新款储能系统产品时,曾表述:阳光电源在GB51048等安全规范的基础上,综合考虑安全、尺寸、重量、工艺、系统成本等条件,PowerTitan 3.0大型储能系统采用600Ah+叠片电芯,电芯能效96.5%与卷绕持平,同时实现电芯到电站能量密度、能效、安全、散热、寿命的最优平衡。
选用哪款电芯,从来都不是尺寸的盲目追求,而是结合多方考虑后的理性选择。从未来发展方向上看,如高能量密度、长寿命场景的储能需求持续增加,则600Ah以上的电芯应用将会更具优势。而在现有的生产工艺下,600Ah左右卷绕电芯可能无法兼顾大容量和高倍率要求,而随着生产工艺加速成熟,叠片电芯凭借高密度、高能量效率、散热更好、更安全、寿命长、良率更高等优势,已成为更优选择。
行业需牢记
储能安全是1,其他才是0
随着储能安装量不断增加,利用率逐年提升,安全风险备受关注,安全作为行业的“底线”标准愈发重要。
不管电芯和系统怎么争定义,更大容量电芯的应用是否会导致热失控风险增大,会不会带来更大的一致性偏差等,仍是当前行业较为普遍的顾虑。
储能电站运营期往往长达数十年,储能投资是马拉松,而非短跑。如何能保持长期安全、高效运行,实现长效收益,在储能进入价值实现的新的发展阶段后,将变得更为重要。
而储能的安全,是电芯、pack、系统、场站……是所有环节安全的相辅相成,缺一不可。以阳光电源为例,主流的厂商正在建立从电芯到场站的全链路安全,加强从电芯的预诊断到后期运维的全流程技术,提高整个储能系统的安全稳定。
阳光电源最新发布的PowerTitan 3.0AC智储平台,采用684Ah电芯,采用叠片工艺,大容量情况下该工艺结构更为稳定,同时散热更好,能效也能达到96.5%;结构方面首创热电分离技术,定向排热通道+专利隔热层,实现定点泄爆不伤电芯,在单颗电芯热失控情况下,不会祸及自己及周边电芯,从设计源头保证安全。
此外,BMS、PCS、EMS等的算法和设计,如液电分离、AI仿生热平衡技术等的升级都在保障储能系统的整体应用安全。
储能迈向大容量的过程中,背后需要考虑的是一整套系统的运行逻辑升级。要保障基本安全,要实现高效利用,而不仅仅是给电芯带上的一堆安全保护装置。
从300Ah+迈向600Ah+,储能系统厂商推出的产品需要的是电芯、PCS、EMS等核心器件都最优的系统性适配计算和技术升级。
更大容量电芯的应用,是技术发展、市场需求等共同作用的结果。但如果仅仅把产品迭代的目光锁定于电芯,盲目追求尺寸,则会导致行业进入低效的容量之争,而忽略了储能最基本的市场应用价值。
储能行业健康高质量发展,要避免聚焦参数的无效竞争。但我们也相信,多点开花后,市场会最终验证储能的“最优解”。
责任编辑:储能与电力市场
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