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據(jù)電池中國(guó)不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，已經(jīng)有超過20家電池企業(yè)布局研發(fā)，或已發(fā)布容量在300Ah及以上的大容量?jī)?chǔ)能專用電芯。其中，包括寧德時(shí)代、遠(yuǎn)景動(dòng)力、蜂巢能源、瑞浦蘭鈞、億緯鋰能、正力新能、海辰儲(chǔ)能、楚能新能源、鵬輝能源、南都電源都已經(jīng)發(fā)布相關(guān)產(chǎn)品。
從市場(chǎng)端來看，因大容量電芯組成系統(tǒng)后零部件使用量減少，可以擁有更高體積能量密度和更低成本，目前終端已經(jīng)發(fā)出相關(guān)采購指引。例如中國(guó)華電集團(tuán)近期發(fā)布磷酸鐵鋰電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)集采招標(biāo)公告，其采購2小時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)總規(guī)模達(dá)5GWh，并且明確要求電池單體容量在280Ah（含）以上；美國(guó)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商Powin此前也表示，目前其對(duì)電芯采購需容量在280Ah-310Ah之間，電芯尺寸兼容現(xiàn)有280Ah尺寸。據(jù)悉，Powin已經(jīng)開始接觸300Ah+儲(chǔ)能電芯企業(yè)。
從電池企業(yè)角度來看，一方面，大容量、高安全、長(zhǎng)壽命、低成本的儲(chǔ)能專用電芯，正成為電力儲(chǔ)能場(chǎng)景產(chǎn)品應(yīng)用的主流方向，市場(chǎng)需求旺盛；另一方面，隨著電芯設(shè)計(jì)、制造技術(shù)不斷成熟，通過提升電芯容量，降低成本也成為企業(yè)俘獲客戶的重要途徑。
從目前做大電池容量趨勢(shì)來看，主要有兩種路徑：一種是沿用280Ah尺寸，繼續(xù)采用71*173方形尺寸，將電芯容量不斷上探，目前已經(jīng)出現(xiàn)306Ah、314Ah、320Ah，甚至340Ah相關(guān)電芯。這一路徑的優(yōu)勢(shì)是電芯兼容性高，系統(tǒng)集成友好，系統(tǒng)集成商可以選擇不同的電芯供應(yīng)商。但難點(diǎn)是隨著電芯容量不斷做大，散熱、安全、制造和成本挑戰(zhàn)越來越大，考驗(yàn)著電池企業(yè)的技術(shù)功底。目前包括寧德時(shí)代、遠(yuǎn)景動(dòng)力、瑞浦蘭鈞、海辰儲(chǔ)能等都主要選擇這一路線。
另一種是突破現(xiàn)有71*173規(guī)格桎梏，探索適合大容量?jī)?chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景的新規(guī)格。目前已發(fā)布300Ah+，且采用新尺寸規(guī)格的大容量?jī)?chǔ)能專用電芯的僅有蜂巢能源。今年4月，蜂巢能源推出的L500型325Ah疊片短刀儲(chǔ)能專用大容量電芯，厚度僅有21mm，比當(dāng)前280Ah儲(chǔ)能電芯薄了2/3，但長(zhǎng)度更長(zhǎng)。
2020年，寧德時(shí)代率先量產(chǎn)交付280Ah大容量電芯，隨后這一產(chǎn)品在商用車和儲(chǔ)能領(lǐng)域開始快速導(dǎo)入和滲透。隨著電池企業(yè)對(duì)儲(chǔ)能市場(chǎng)需求了解不斷深入，自2021年以來，容量在280Ah以上的產(chǎn)品開始陸續(xù)出現(xiàn)，但是寧德時(shí)代鮮有透露除了280Ah以外的新的大容量?jī)?chǔ)能電芯。
然而，今年6月寧德時(shí)代306Ah儲(chǔ)能電芯首次在行業(yè)活動(dòng)上亮相；近日，寧德時(shí)代再次官宣搭載314Ah儲(chǔ)能電芯的儲(chǔ)能產(chǎn)品量產(chǎn)交付。
可以預(yù)見，隨著寧德時(shí)代加入300Ah+大容量?jī)?chǔ)能電芯陣營(yíng)，大容量?jī)?chǔ)能電芯時(shí)代將加速到來，電池企業(yè)在300Ah+儲(chǔ)能電芯上的技術(shù)創(chuàng)新競(jìng)賽也會(huì)愈發(fā)激烈。電池中國(guó)梳理了部分企業(yè)300Ah+儲(chǔ)能電芯創(chuàng)新技術(shù)，以作參考。
寧德時(shí)代：306Ah、314Ah儲(chǔ)能專用電芯
寧德時(shí)代表示，314Ah儲(chǔ)能專用電芯的量產(chǎn)交付，是公司又一次通過技術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展，為能源儲(chǔ)存領(lǐng)域帶來新的突破。
據(jù)了解，寧德時(shí)代EnerD系列產(chǎn)品采用了其儲(chǔ)能專用314Ah電芯，并配備CTP液冷3.0高效成組技術(shù)，優(yōu)化電芯的成組結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電連接結(jié)構(gòu)，同時(shí)在設(shè)計(jì)和制造過程采用更加模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)20尺單艙電量從3.354MWh提升到了5.0MWh，相比于上一代產(chǎn)品，全新EnerD系列液冷儲(chǔ)能預(yù)制艙的占地面積節(jié)約20%以上，施工工程量減少15%，調(diào)試運(yùn)維成本下降10%，并且在能量密度和性能方面也得到顯著提升。
不過，至于314Ah儲(chǔ)能專用電芯能量密度、循環(huán)等參數(shù)，寧德時(shí)代并未提及，同時(shí)也未透露在材料、結(jié)構(gòu)、工藝等方面的創(chuàng)新情況。
遠(yuǎn)景動(dòng)力：305Ah、315Ah儲(chǔ)能專用電芯
今年4月，遠(yuǎn)景動(dòng)力發(fā)布全新一代315Ah儲(chǔ)能電芯產(chǎn)品。據(jù)遠(yuǎn)景動(dòng)力介紹，315Ah儲(chǔ)能電芯在尺寸不變的基礎(chǔ)上，較其2021年在業(yè)內(nèi)率先推出的305Ah儲(chǔ)能專用電芯，能量密度再次提升11%，并實(shí)現(xiàn)“單顆電芯一度電（1008Wh）”；循環(huán)壽命高達(dá)12000次，一天一次充放電可滿足25年安全可靠運(yùn)行的要求，并適配當(dāng)前市場(chǎng)主流儲(chǔ)能系統(tǒng)方案。
技術(shù)創(chuàng)新方面，在正極材料上，遠(yuǎn)景動(dòng)力通過優(yōu)化材料表面顆粒配比，材料包覆技術(shù)，多元素均相摻雜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能量密度與循環(huán)壽命的雙提升；
負(fù)極方面，針對(duì)負(fù)極材料定制化開發(fā)，降低材料表面鋰耗，持續(xù)提升材料的動(dòng)力學(xué)性能，延長(zhǎng)電芯循環(huán)壽命；
電解液方面，開發(fā)高浸潤(rùn)電解液；
在補(bǔ)鋰技術(shù)上，創(chuàng)新開發(fā)的補(bǔ)鋰緩釋技術(shù)，能在電池全生命周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定的鋰損失補(bǔ)償。
在電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，遠(yuǎn)景動(dòng)力采用自研的一體注塑結(jié)構(gòu)蓋板，結(jié)構(gòu)高度精簡(jiǎn)，過流能力強(qiáng)，確保全生命周期結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定。
在工藝創(chuàng)新上，遠(yuǎn)景動(dòng)力采用了極片壓花技術(shù)，改善了極片充放電后的褶皺問題，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品的可靠性。
蜂巢能源：325Ah疊片短刀電芯
今年4月，蜂巢能源子公司蜂巢智儲(chǔ)發(fā)布了L500型325Ah疊片短刀儲(chǔ)能專用大電芯。
據(jù)了解，蜂巢能源325Ah疊片短刀儲(chǔ)能大電芯，采用了預(yù)鋰、柔性包覆等先進(jìn)技術(shù)，可大幅提升能量密度與循環(huán)壽命。
工藝創(chuàng)新上，325Ah儲(chǔ)能電芯采用了蜂巢能源自主研發(fā)的“飛疊”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了極片與隔膜完全復(fù)合，保證了正負(fù)極反應(yīng)界面的一致性，顯著提升了電芯安全性，經(jīng)過嚴(yán)苛的針刺試驗(yàn)不起火、不冒煙，可實(shí)現(xiàn)電芯本征安全。
循環(huán)壽命方面，蜂巢能源則通過技術(shù)創(chuàng)新，降低工藝復(fù)雜度，以較低產(chǎn)線投資、低制造投入同樣實(shí)現(xiàn)了12000次循環(huán)。
據(jù)介紹，通過材料創(chuàng)新、短刀設(shè)計(jì)、LCTP結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和疊片效率提升，L500型儲(chǔ)能電芯系統(tǒng)能量密度較現(xiàn)階段主流產(chǎn)品提升了10%，同時(shí)電芯數(shù)量減少、結(jié)構(gòu)件優(yōu)化，可以使得整體成本有明顯下降。
瑞浦蘭鈞：320Ah、340Ah“問頂”儲(chǔ)能電芯
今年5月，瑞浦蘭鈞發(fā)布了儲(chǔ)能系列“問頂電池”：320Ah和340Ah大電芯。
電池中國(guó)了解到，問頂320Ah儲(chǔ)能電芯融合了電芯結(jié)構(gòu)技術(shù)、工藝技術(shù)和裝備技術(shù)創(chuàng)新及穩(wěn)定固液界面等多項(xiàng)核心技術(shù)。
其中，“問頂”電池縮短極耳長(zhǎng)度，改變其與轉(zhuǎn)接片的連接方式，采用一體化焊接技術(shù)，使得電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一體化的連接，把原有的頂部空間由15毫米縮減到了8毫米，使空間利用率有效提升7%以上。
據(jù)介紹，基于瑞浦蘭鈞自主研發(fā)的“問頂”技術(shù)，問頂320Ah儲(chǔ)能電芯在和280Ah方形電芯相同的尺寸下，可實(shí)現(xiàn)高能量、長(zhǎng)壽命、高安全的優(yōu)越性能，產(chǎn)品的體積能量密度達(dá)到400Wh/L，循環(huán)壽命8000-10000次，日歷壽命20年以上。
瑞浦蘭鈞副總裁侯敏博士透露，320Ah和340Ah問頂電池儲(chǔ)能系列將于2023年Q3、Q4正式開售。
鵬輝能源：320Ah儲(chǔ)能電芯
鵬輝能源同樣在今年4月發(fā)布了320Ah儲(chǔ)能電芯。據(jù)介紹，該產(chǎn)品單體容量相較上一代產(chǎn)品提升14%，在同尺寸產(chǎn)品中系統(tǒng)能量提升14%，循環(huán)壽命>8000次，使用壽命超20年。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)低溫-40℃存儲(chǔ)和-30℃放電。
在320Ah產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新上，鵬輝能源開發(fā)了獨(dú)家電解液設(shè)計(jì)配方和工藝，有效降低成膜內(nèi)阻，提升能效0.5%；極耳結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化，卷芯空間利用率提升1%，可以更好地提升產(chǎn)品的安全性能。
海辰儲(chǔ)能：320Ah儲(chǔ)能電芯
海辰儲(chǔ)能在300Ah+儲(chǔ)能電芯上，同樣選擇了320Ah這一容量。據(jù)悉，該款新品體積能量密度達(dá)385Wh/L、循環(huán)壽命10000次，且具備高兼容性（性能兼容、尺寸兼容、熱管理兼容），可大幅度降低系統(tǒng)首次購置成本，以及全生命周期度電成本。
為了保證電池循環(huán)壽命，海辰儲(chǔ)能采用高浸潤(rùn)、高電導(dǎo)率電解液等技術(shù)，保證初始及循環(huán)過程極片的可靠性；采用蛛網(wǎng)型結(jié)構(gòu)粘結(jié)主材物質(zhì)，可以提高老化過程極片的穩(wěn)定性；沿用已有產(chǎn)品SEI膜穩(wěn)定技術(shù)元素，并進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，可以保證320Ah循環(huán)性能。
海辰儲(chǔ)能320Ah電力儲(chǔ)能專用電池，將于2023年第三季度送樣，2024年第一季度交付。
原標(biāo)題：大容量?jī)?chǔ)能電芯正成為電池企業(yè)押注的主要技術(shù)路線
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