280Ah大容量電池片

目前在ESS行業(yè)流行的大容量電池，可以大大增加儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量密度，是系統(tǒng)發(fā)展選擇的重要趨勢之一。近期，廈門海辰新能源、中航鋰電、瑞普、楚能新能源等企業(yè)紛紛擴(kuò)大了280Ah電池的產(chǎn)量。近期，廈門海宸新能源鋰電池智能制造項(xiàng)目一期的M1智能工廠正式交付并開始生產(chǎn)。

該廠總體布局為5條鋰電池制造生產(chǎn)線，年產(chǎn)能為15GWh。同月19日，又宣布投資130億元，在重慶建設(shè)50GWh新一代儲(chǔ)能鋰電池生產(chǎn)基地，重點(diǎn)擴(kuò)大280Ah電池產(chǎn)品的生產(chǎn)，用于動(dòng)力存儲(chǔ)。

5月下旬，中創(chuàng)新航發(fā)布了面向船舶市場的儲(chǔ)能產(chǎn)品，涵蓋280Ah等系列電池和各種電池組。種種跡象表明，大容量電池正在逐步滲透到市場中。

無論是圓柱形鋰電池還是方形鋰電池，都在逐步向單體電池的大容量發(fā)展。圓柱形鋰電池從18650到21700、4680等大圓柱體不斷發(fā)展，方形鋰電池從VDA尺寸電芯，到MEB平臺(tái)電芯，再到現(xiàn)在的（長、短）葉片電池。

技術(shù)演進(jìn)的方向主要是向單 體電池的容量不斷改進(jìn)和發(fā)展。方形電池的單體容量從過去的50/100Ah逐步升級(jí)到280Ah的大容量電池，也符合上述演變趨勢。

2020年，CATL推出具有長循環(huán)壽命的271Ah&280Ah電池，并完成UL 9540A測試，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。基于這種長壽命電池技術(shù)，CATL作為十大動(dòng)力電池公司之一，在2020年推出戶外液冷電柜EnerOne。

 

 

該產(chǎn)品采用280Ah磷酸鐵鋰電池，放電率為1C，循環(huán)壽命為10000次。然而，寧德時(shí)代從未想到，它將開啟280Ah電池的儲(chǔ)能時(shí)代。目前，下游業(yè)主和投資者對(duì)280Ah大電池的關(guān)注度正在迅速提高： 2022年1月，中國華能集團(tuán)發(fā)布儲(chǔ)能電池采購及租賃招標(biāo)公告，共采購儲(chǔ)能電池2GWh，并要求單體容量不低于280Ah ；

江蘇天合也于今年2月向鵬輝子公司江蘇天匯采購了150/280/300Ah鋰電池電芯，合同金額為6-9億元。大容量電池已經(jīng)成為電池企業(yè)進(jìn)入高端、大規(guī)模儲(chǔ)能市場，獲得千兆瓦時(shí)訂單的重要產(chǎn)品。

 

280Ah電池能否統(tǒng)一儲(chǔ)能系統(tǒng)

儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池片有多大？業(yè)內(nèi)還存在一些爭議。因?yàn)榕c中國不同，其他國家的三星SDI和LG化學(xué)的三元電池都不超過120Ah，尤其是特斯拉把小電池的優(yōu)勢發(fā)揮到了極致。

有企業(yè)界人士告訴高科技儲(chǔ)能，280Ah的電池是由動(dòng)力電池衍生出來的。但是，儲(chǔ)能是一個(gè)與動(dòng)力有很大區(qū)別的領(lǐng)域，所以280Ah是否成為頂流還有待驗(yàn)證。比亞迪的320Ah儲(chǔ)能電池也將很快上市。

選擇210Ah大型儲(chǔ)能電池的中天科技新能源產(chǎn)業(yè)集團(tuán)表示，電池不是追求大容量，而是要考慮安全性和長循環(huán)壽命。

 

 

當(dāng)時(shí)，中天儲(chǔ)能選擇210Ah電池主要是基于投資成本的考慮。放大電池是遵循市場發(fā)展規(guī)律，同時(shí)也考慮到電網(wǎng)側(cè)對(duì)儲(chǔ)能的高安全性要求。一般來說，大容量電池的散熱難度相對(duì)較大，儲(chǔ)能系統(tǒng)的一致性控制難度較大，其能量密度也較高；當(dāng)小電池在系統(tǒng)集成過程中需要多個(gè)串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)，BMS和EMS不可能對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行采樣。成本高。

由于BMS的限制，儲(chǔ)能電池的單體電池應(yīng)該很大，但不是無限大。因?yàn)殡姵貑卧酱?，能量越高，一旦出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，釋放速度和能量都會(huì)更大。所以不能盲目地追求大。總的原則應(yīng)該是以高安全性和長循環(huán)壽命為基礎(chǔ)。越來越多的企業(yè)涌入 “280Ah電池研發(fā)軌道”，且不說那些有實(shí)力的廠家的做法，就是一些新的企業(yè)也在涌入，讓人感覺是在盲目跟風(fēng)。

由于電芯規(guī)格與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的深度耦合，從行業(yè)發(fā)展規(guī)律來看，電芯自然會(huì)向統(tǒng)一的規(guī)格靠攏。目前，280Ah的規(guī)格在短期內(nèi)被普遍認(rèn)為是一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)格。隨著技術(shù)的迭代，電芯容量可能會(huì)繼續(xù)增加，但尺寸會(huì)逐漸固定。從集成商的角度來看，會(huì)逐漸要求市場上的電池片規(guī)格統(tǒng)一。

 

 

280Ah電池的優(yōu)勢和技術(shù)挑戰(zhàn)

280Ah大容量電池正逐漸被大規(guī)模儲(chǔ)能市場所認(rèn)可，而且這種趨勢還很明顯。

其優(yōu)勢包括四點(diǎn)：1. 減少并聯(lián)的數(shù)量；2.可以支持更長時(shí)間的儲(chǔ)能系統(tǒng)；3.更容易進(jìn)行BMS管理；4.大批量應(yīng)用的成本優(yōu)勢。

與50-100Ah容量的電池相比，280Ah及以上大電池的優(yōu)勢主要集中在：

1）減少了電池組末端的部件使用，具有天然的成本優(yōu)勢；體積能量密度更高；

2）大電池更容易獲得高容量；安全性得到提高；

3）大電池在后端集成領(lǐng)域的使用，對(duì)裝配工藝的簡化程度高，可以大大節(jié)省土地基建、集裝箱等成本。

 

 

基于以上優(yōu)勢，280Ah電池在風(fēng)能和太陽能發(fā)電、電網(wǎng)側(cè)、共享儲(chǔ)能側(cè)以及一些追求低成本、大容量和安全的大型移動(dòng)ESS應(yīng)用等場景中，正在加速替代傳統(tǒng)的50Ah和100Ah電池產(chǎn)品。在生產(chǎn)工藝方面，280Ah大電池主要有兩種工藝：層壓和卷繞。其中，卷繞的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)線效率可以達(dá)到9-11PPM。

但卷繞法生產(chǎn)的280Ah電池均勻性較差，電池的機(jī)械應(yīng)力和厚度增加后存在C角等問題。層壓工藝是由軟包電池衍生出來的。由于極片的接觸面較大，不存在機(jī)械應(yīng)力和C角等問題，生產(chǎn)的大電池產(chǎn)品一致性較好，循環(huán)壽命較高。層壓工藝的缺點(diǎn)主要是極片毛刺去除和效率低，成品率也不如卷繞工藝。大型單體電池也給產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)帶來了一定的挑戰(zhàn)。首先是電池體積和容量的增加，導(dǎo)致電池本身的散熱性能變差，其次是電池的鼓包問題比以前的型號(hào)更加明顯。

 

 

最后，280Ah大電池的生產(chǎn)效率較低，龍頭企業(yè)的生產(chǎn)線效率為6~11PPM，遠(yuǎn)低于50Ah和100Ah方形電池的效率。在這種情況下，280Ah的大規(guī)模發(fā)展必然要求電池設(shè)計(jì)理念的創(chuàng)新，特別是在熱平衡和電平衡設(shè)計(jì)以及熱管理技術(shù)方面。高壓電池也是儲(chǔ)能電池技術(shù)的一個(gè)重要趨勢。