【储能电芯】行业发展背景下锂电池储能500Ah+电芯设计与分析

一、行业热潮涌动

随着新能源产业的蓬勃发展，锂电池储能电芯市场近年来可谓是热潮涌动。在储能领域，对更高能量密度和更长续航能力的需求不断推动着技术的进步，500Ah + 电芯逐渐成为行业焦点。

宁德时代作为行业领军者，率先推出全球首款 5 年零衰减且可大规模量产的储能系统 —— 天恒储能系统，其搭载的储能专用长寿命电芯 L 系列产品，单个集装箱能量提升达 25%，实现了磷酸铁锂储能电池的超高能量密度，可达 430Wh/L，引发行业广泛关注。此外，亿纬锂能推出超大叠片智慧电芯 “Mr.big”LF560K，容量可达 628Ah，湖北荆门产能规模达 60GWh 的超级工厂一期预计 2024 年二季度建成，年底前全部投产。海辰储能发布全球首款长时储能专用电池 MIC 1130Ah，将电池容量抬高至 1130Ah。蜂巢能源基于 “飞叠 + 短刀” 方案，发布全新的飞叠短刀储能电池迭代产品，包含尺寸加厚的具备高容量、低成本优势的 710Ah 飞叠短刀储能电芯以及容量为 660Ah 的长寿命体系储能电芯。南都电源、天弋能源也陆续推出 500Ah + 储能电芯新品。众多企业纷纷发力 500Ah + 电芯市场，不仅体现了行业对技术创新的追求，更预示着未来储能市场的巨大潜力。

二、500Ah + 电芯优势显著

（1）降本增效显著

大容量的 500Ah + 电芯在降本增效方面表现出色。以亿纬锂能为例，其 560Ah 大电芯可实现系统集成应用降本 10%。海辰储能的 1130Ah 超大电芯能帮助直流侧储能系统降本 25%。这是因为大容量电芯将簇数减少，降低了簇管理等相对外围的成本。同时，由于电芯容量变大，系统集成时使用的电芯数量和零部件数量更少，在同样的体积下能量密度更高，从而降低了整体储能系统造价，提高了项目收益。

（二）技术创新引领

叠片工艺在 500Ah + 电芯的技术创新中发挥了重要作用。多家主流厂商采用叠片工艺，如亿纬锂能和蜂巢能源。叠片工艺能更好地利用电芯内部空间，减少 “死区”，在相同体积的电芯设计情况下，能量密度高出约 5% 左右。极耳数量是卷绕电池的 2 倍，内阻相应降低 10% 以上，循环寿命比卷绕高 10% 左右。此外，叠片工艺不存在拐角内应力不均匀问题，每层膨胀力接近，因此可以保持界面平整，内部结构更稳定，同时拐角处受力均匀，断裂风险降低，更适合做高倍率、大尺寸和异型电池。

（三）市场竞争力强

大容量电芯符合市场趋势，企业通过推出差异化的 500Ah + 产品提升竞争力。目前国内有数十家储能电芯厂，但推出 500Ah + 电芯的只有 5、6 家。这意味着大容量电芯具有较高的技术门槛。在市场竞争激烈的背景下，储能电池厂商想通过差异化的产品来与对手拉开差距。500Ah + 电芯不仅在功率和效率上具有优势，其在回收及维护成本上同样展现了长远的经济性。例如中创新航的新一代 314Ah 电芯，拥有高达 15000 次的循环寿命，能与光伏发电的使用寿命匹配，展现了长远的技术远见。通过这种高寿命电池的使用，企业能在降低长期运营成本的同时，也能实现资源的高效利用。

三、安全挑战并存

（一）热失控风险

中国科学院院士欧阳明高指出，大容量电池像 320Ah 电池，内部温度可以达到 700 到 900 度，超过了磷酸铁锂正极分解的温度（500 度）。随着 SOC（电池单元的充电状态）的增加，大容量磷酸铁锂电池热失控产生的氢气比例升高，燃爆指数是三元电池的两倍。以目前推出的 500Ah + 电芯为例，其内部能量更为集中，热失控风险也相应增加。例如，在一些实际测试中，当大容量电芯发生热失控时，其温度上升速度极快，短时间内就可能超过安全阈值。这种高能量密度的电芯一旦发生热失控，后果将不堪设想，不仅会对设备造成严重损坏，还可能引发火灾甚至爆炸等重大安全事故。

（二）技术待完善

超大电芯技术和应用目前仍未完全成熟。一方面，匹配电芯的温控系统有待进一步优化。由于电芯容量增大，散热难度也随之增加。就像时代联合新能源生产计划和物料管控经理王旭君所说，电芯越大，就越难散热及保证电芯内部温度的一致性，电池短路后的热失控问题也会比较突出。目前的温控技术在应对 500Ah + 大容量电芯时，可能无法及时有效地将热量散发出去，从而增加了热失控的风险。另一方面，BMS（电池管理系统）技术也需要不断完善。BMS 在监测电池状态、保障电池安全方面起着至关重要的作用。然而，对于 500Ah + 的超大电芯，现有的 BMS 技术可能无法准确地监测每个电芯的状态，无法及时发现潜在的安全隐患。此外，安全隐患也需要标准规范的跟进。目前，虽然有一些针对储能电芯的安全标准，但随着 500Ah + 超大电芯的出现，现有的标准可能无法完全涵盖其特殊的安全需求。因此，需要制定更加严格、更加完善的标准规范，以确保 500Ah + 电芯的安全应用。

四、未来发展可期

（一）市场规模持续扩张

随着全球能源转型步伐的加快，可再生能源装机容量不断攀升，对高效储能技术的需求急剧增长。储能电芯作为储能系统的核心部件，市场规模也将持续扩张。数据显示，2024 年上半年全球及中国储能电芯出货量分别为 126GWh 和 130GWh，同比分别增长 40% 和 35%。其中，中国在全球储能电芯市场中的主导地位，2024 年上半年中国储能电芯出货量占全球的 96.92%。预计未来几年，随着储能市场的不断发展，储能电芯市场规模将继续保持高速增长态势。

（二）技术向大容量、低成本演进

储能电芯技术向大容量、低成本方向演进是大势所趋。目前，500Ah + 储能电芯已经成为行业焦点，众多企业纷纷发力这一领域。大容量电芯可以减少电芯数量和 PACK 零部件数量，降低成本，提高能量密度。同时，随着技术的不断进步，大容量电芯的性能也将不断提升，循环寿命将更长，安全性将更高。例如，楚能新能源发布的 long π 314Ah 电芯实现了 18000 次超长循环、5 年循环 1800 次零衰减的突破。未来，500Ah + 储能电芯有望成为市场主流，推动储能行业的发展。

（三）政策助力行业发展

政策体系日益完善，助力储能电芯行业标准化、规模化发展加速。各国政府纷纷出台储能政策和法规，鼓励储能技术的应用和发展。在中国，国家税务总局长沙市望城区税务局聚焦当地特色优势产业，充分发挥税收职能作用，通过送政策、优服务、解难题，助力企业向 “新” 发展。例如，德赛电池储能电芯项目享受到了增值税留抵退税、研发费用加计扣除等政策约 1.88 亿元的税收优惠。政策的支持将为储能电芯行业的发展提供有力保障，推动行业标准化、规模化发展。

（四）国际合作加快

国际合作不断深化，储能电芯企业出口步伐加快。随着全球储能市场的不断发展，国际合作也越来越密切。中国储能电芯企业在技术和产业链方面居全球领先地位，在新兴的储能锂电池市场也迅速占据了全球领先的市场份额。例如，蜂巢能源合作方 Tesvolt，主要合作储能电池，规模约 20GWh；

瑞浦兰钧合作方 POWIN，主要合作储能电池，规模约 3GWh。未来，中国储能电芯企业将继续加强国际合作，拓展海外市场，提升国际竞争力。