電化學(xué)儲能市場正高速擴張,然而,繁榮背后亦有隱憂浮現(xiàn)。6月10日,寧德時代儲能587技術(shù)日活動在上海舉行,專家在活動現(xiàn)場表示,目前我國儲能行業(yè)面臨紙面參數(shù)與現(xiàn)實嚴(yán)重錯位、安全形勢嚴(yán)峻等挑戰(zhàn),電芯作為儲能系統(tǒng)的心臟,需要回歸“平衡”之道。據(jù)此,寧德時代聚焦化學(xué)體系創(chuàng)新,在正極材料、機械結(jié)構(gòu)等方面進行優(yōu)化,推出下一代大容量儲能專用587安時電芯,樹立行業(yè)“真實能量”新標(biāo)桿。
紙面參數(shù)難落地 安全警報頻拉響
今年以來,儲能市場在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展。寧德時代市場體系聯(lián)席總裁、零碳能源事業(yè)部總經(jīng)理鄭葉來介紹說,截至去年年底,鋰電儲能裝機規(guī)模超過78吉瓦,同比增長147%,裝機規(guī)模首次超過抽水蓄能,成為裝機規(guī)模第一。根據(jù)國際能源署預(yù)測,2030年全球儲能裝機將會增加6倍,電化學(xué)儲能將貢獻增量的90%。
“儲能行業(yè)市場規(guī)模正以前所未有的速度擴張,然而,也面臨紙面參數(shù)與落地現(xiàn)實之間的錯位問題?!编嵢~來談到,根據(jù)國內(nèi)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計,我國前期投運的部分儲能項目宣稱產(chǎn)品循環(huán)壽命為1萬~1.5萬次,但是實際運行時間僅為3—5年,且其中大部分的年循環(huán)次數(shù)達不到設(shè)計值的一半。
他認為,這是因為當(dāng)前行業(yè)還沒有對產(chǎn)品進行快速老化和壽命檢測的方法與標(biāo)準(zhǔn),只能靠時間驗證產(chǎn)品是否真實可靠?!拔覀冎?,一個電站的運營可能要經(jīng)歷10年、20年的考驗,要考慮的不僅僅是可靠性問題,還有收益問題。這種現(xiàn)象給行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來隱患。”鄭葉來說。
鄭葉來進一步指出,這一現(xiàn)象背后仍是儲能電站的安全問題。“系統(tǒng)的性能是由短板決定的。從儲能電站的規(guī)模來看,一個1吉瓦時的儲能電站包含上百萬顆的電芯,哪怕一顆電芯存在瑕疵,都會引起連鎖反應(yīng)。”他表示,“從實際數(shù)據(jù)來看,儲能電站的安全形勢也異常嚴(yán)峻。根據(jù)公開報道,截至2025年5月,全球范圍內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了167起儲能相關(guān)的安全事故?!?/p>
堅守“真實”破困局 電芯需回歸“平衡”
在此情境下,鄭葉來提出,儲能行業(yè)應(yīng)堅守“真實”。
“為了行業(yè)的健康高質(zhì)量發(fā)展,我們必須回到儲能產(chǎn)業(yè)的核心,即為客戶提供真正安全可靠高效的儲能解決方案?!编嵢~來說,“在儲能產(chǎn)業(yè)中,比較的基準(zhǔn)應(yīng)該是技術(shù)、質(zhì)量、服務(wù)等能夠為業(yè)主帶來真正收益的‘價值’。”
寧德時代國內(nèi)儲能解決方案CTO林久標(biāo)指出,電芯是儲能系統(tǒng)的心臟,一款電芯的好壞直接決定了系統(tǒng)的性能、安全和可靠性。從成本上來看,電芯更是占據(jù)儲能系統(tǒng)總成本的60%以上,真正優(yōu)質(zhì)的電芯產(chǎn)品是電站安全穩(wěn)定運營的前提和保障。
“電芯容量的提升能夠明顯減少電芯數(shù)量,降低系統(tǒng)管理的復(fù)雜度,提高制造與集成的效率。因此,大容量電芯已經(jīng)成為行業(yè)主流的趨勢。”林久標(biāo)介紹說,寧德時代自2022年開始布局大容量電芯,通過深入研究發(fā)現(xiàn),電芯容量并非“越大越好”,而是要“剛剛好”。今年4月,寧德時代正式對外發(fā)布了587安時電芯,該產(chǎn)品在集成空間利用率上取得新突破,減少電池模塊、電箱數(shù)量的同時,將系統(tǒng)零部件總數(shù)從3萬個減至1.8萬個,降幅高達40%。與此同時,該系統(tǒng)還嚴(yán)格遵循45噸危險品運輸限重原則,杜絕業(yè)內(nèi)因超容而導(dǎo)致的超重違規(guī)及運輸安全隱患。
“電芯的發(fā)展必須回歸‘平衡’之道,何謂平衡?就是在整站的完美匹配、系統(tǒng)集成的高效率,以及電化學(xué)本身特性深度的優(yōu)化之間找到最佳的黃金平衡點,而587安時就是寧德時代給出的答案?!绷志脴?biāo)說。
聚焦化學(xué)體系創(chuàng)新 樹安全可靠新標(biāo)桿
寧德時代儲能電芯研發(fā)總工程師李星談到,為了讓587安時大容量電芯既兼顧能量密度和壽命,又滿足高可靠與高安全的要求,寧德時代實現(xiàn)了一系列技術(shù)突破性進展。
首先,要實現(xiàn)高能量密度,傳統(tǒng)方案存在諸多問題,如極限壓縮電芯內(nèi)部空間所引發(fā)的可靠性和壽命問題等。李星介紹說,為此,寧德時代聚焦化學(xué)體系創(chuàng)新,在正極材料方面,通過密集設(shè)計、高致密包覆和快離子通道構(gòu)筑,使能量密度提升10%,達到434瓦時/升。
大電芯意味著大容量和大電流,充放電過程中的極化會影響充放電循環(huán)中能量效率(RTE)。寧德時代通過對機械結(jié)構(gòu)、化學(xué)體系和極片設(shè)計的三重優(yōu)化,使電芯初始RTE達到96.5%。同時,憑借創(chuàng)新的阻抗增長抑制技術(shù),有效延緩了全生命周期的RTE衰減。
電芯壽命是儲能全生命周期收益的關(guān)鍵。寧德時代通過仿真計算確定了電芯的最優(yōu)尺寸范圍,從基因上規(guī)避了因尺寸不合理導(dǎo)致的電流分布不均和局部老化。其首創(chuàng)的“自修復(fù)陰離子電解液技術(shù)”與“多功能基團復(fù)配緩衰減成膜劑”,在負極表面構(gòu)建了高韌性、快傳導(dǎo)的保護界面,從根本上抑制了鋰損耗。
“在儲能電芯的失效模式中,由自放電引起的故障占比高達70%?!崩钚潜硎?,寧德時代采用先進的卷繞工藝,相比市面上常見的疊片工藝,其物理切斷位數(shù)量減少了90倍,這意味著由自放電引起的故障率“低了一個數(shù)量級”,可有效提升電站20%的在線率。同時,構(gòu)建由“安全電解液、不擴散陽極、耐熱隔離膜”組成的“三維防御體系”,從源頭提升電芯的本征安全閾值。
李星介紹說,587安時大容量電芯將從6月10日起正式量產(chǎn)交付,于寧德時代濟寧基地生產(chǎn)。
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