第三代储能电芯方兴未艾，谁能主导未来？

科技 2024-10-31 21:10 北京

（清华大学）中国新能源产业培训班<总裁班>

（舒印彪，高纪凡，史玉波...）

2024年12月28-29日常州

报名联系：王老师 18701575571

现如今的储能电池的容量正在越变越大。

更大容量电芯的推出反映了储能行业在降本增效方面的永恒追求，在储能电芯的演进过程中，主要呈现出两条发展路线。首先，280Ah的规格依然被广泛使用，且保持71*173mm的方形尺寸自2020年宁德时代首次量产并交付以来，已经成为多种储能产品的主流选择。然而，随着对更高容量储能解决方案的需求日益增长，各大厂商开始在这一尺寸框架内研发新一代电芯，其容量普遍超过了300Ah。宁德时代、赣锋锂电、中创新航和楚能新能源等公司推出了314Ah的电芯，而南都电源和鹏辉能源则推出了320Ah电芯，远景能源更是推出了350Ah的产品。虽然各家百花齐放，但在市场机制的作用下，314Ah电芯被迅速选定为新一代主流储能电芯产品。

这一发展路线的主要优势在于高度兼容性，统一的规格使得系统集成商可以灵活选择不同供应商的产品。然而，这也带来了挑战：在有限空间内提升电芯容量，对热管理、安全性和制造工艺提出了更高的要求，制造商必须在这些方面投入更多精力。

如果将280Ah的储能电芯视作初代规格，显然包括314Ah、320Ah在内的300Ah+的电芯可被认为是第二代储能电芯，目前，储能行业正处于又初代280Ah电芯向第二代314Ah电芯迭代的阶段。在2023年时，280Ah电芯还是各大央企储能集中采购的主角，到了今年，314Ah电芯在众多储能招标中已相当常见。如在10月22日，国家能源集团龙源电力共享储能公司发布第四批储能液冷电池系统框架采购需求变更通知中便可观察到这一趋势。根据其最新公告，虽然采购总规模没有变化、仍为1.5GWh，但最新招标对280Ah和314Ah的采购量做了调整。其中314Ah储能电芯的需求量从200MWh增至900MWh，在总量中的占比从提升至60%。而280Ah电芯需求从1.3GWh降至0.6GWh，占比降至40%。

储能电芯发展的另一条技术路线则是突破71*173mm的尺寸限制，开发更大容量的电芯。毕竟更大的电芯容量确实可以带来更低的度电成本，于是，市场上已经涌现出超大型储能电芯。例如，天合储能推出530Ah电芯，亿纬锂能推出628Ah电芯，南都电源的690Ah电芯，蜂巢能源的730Ah电芯，及海辰储能的1130Ah超大电芯。这些大容量电芯预计将在2024年中至2025年间投入市场，主要针对长时储能解决方案。而现在有趋势表明，625Ah容量的储能电芯有望成为第三代电芯容量选型。

这一切还要从阳光电源说起。

9月时，阳光电源方面人士曾表示：“我们预判下一代的储能电芯将会确定在625Ah。”对此，阳光电源给出了三点理由：一是基于客户需求；二是基于交流侧容量调度需求；三是基于产业链上下游实际情况。

目前，同样推出了625Ah电芯的厂家不少，亿纬锂能、瑞浦兰钧、中创新航均推出了相关产品。以阳光电源目前在海内外市场掌握的客户和渠道，反向定义电芯标准似乎并非难事。

电芯容量的增加直接推动了储能系统容量的扩展，但这种增长并非单向关系。当前市场对大容量、长时储能的需求催生了这一趋势，厂商们在确保安全性、经济性和容量要求的基础上，各自提出了最佳电芯技术方案。因此，各类大容量工商业储能柜和大储集装箱层出不穷，储能柜的容量已突破400KWh，而大储的容量普遍提升至6MWh。如果第三代储能电芯的容量能够得到统一，那么对储能行业的有序发展具有重要意义。首先，标准的容量使得电芯制造商无需反复调整更新产线，节约了资源。其次，电芯也能得到重复的验证，毕竟迭代速度太快，使得一些产品没有时间得到充分的验证。

在电池行业内，存在一个被广泛讨论的概念，即“不可能三角”。这个概念涉及电池设计中的三个关键性能指标——高能量密度、高循环次数和高安全性，往往难以同时满足，必须在三者之间权衡。尽管技术进步使得电池的能量密度和循环性能有所提升，但安全性仍然是一个复杂且难以量化的变量，用户在这方面面临许多不确定性。当电芯的设计容量提升至320Ah时，其内部温度可能超过800摄氏度，这一温度接近或超出磷酸铁锂材料的热稳定性极限，给电芯的安全性、设计优化、能量密度和生产制造工艺带来了巨大挑战。

据电池检测行业的内部人士透露，尽管一些大型制造商宣称其电池产品的循环次数可达10000至12000次，但这些数据往往是基于理想条件下的测试结果，实际应用中难以实现。市场对大容量电芯的需求在推动技术发展的同时，也让280Ah电芯迅速成为行业标准。预计到2025年，首批280Ah电芯可能会面临一波售后问题的高峰，正在大规模部署中的300Ah电芯也可能遭遇类似挑战，而对于初出茅庐的625Ah电芯来说，这同样是值得重视的问题。这对电池厂商提出了更高的要求和新的挑战。

随着电芯容量不断增大，储能安全问题愈加重要。只有充分重视这一问题，储能行业才能实现持续健康发展，而不留下不必要的隐患。当电芯做到600Ah以上时，即便容量误差在2%-3%之间，对于整个系统集成的容量损失就比较大了，可能会造成更严重的一致性偏差，从而影响储能的寿命。同时，由于锂电池自身的特性，更大容量同样意味着更大的热失控风险，储能行业安全事故频发，产品质量良莠不齐。数据显示，近年来，超过70%事故项目未运营满3年。大电芯的趋势没有错，但势必要把握好节奏。在技术尚不成熟和没有行业标准的情况下，如果发展过于激进，可能反而不利于电池企业发展。600Ah+储能电芯更考验企业安全设计、生产、制造能力，或将进一步导致头部厂商与二三线厂商之间的分化。

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