據(jù)相關(guān)機構(gòu)不完全統(tǒng)計,今年截至9月,已有超26個與儲能電池及動力電池生產(chǎn)制造有關(guān)的擴產(chǎn)項目公布,投資額合計將超2900億元,產(chǎn)能合計達820GWh。
儲能電芯和動力電芯所追求的工藝和產(chǎn)品目標(biāo)有所不同——動力電池追求高能量密度,對壽命要求不高;而儲能電池追求長壽命、極高一致性,而對高功率的要求不高。兩者之間存在著一定的差異,在產(chǎn)線上能夠共用的也越來越少。在不少鋰電龍頭企業(yè)的規(guī)劃中,為儲能電池設(shè)置生產(chǎn)專線已提上議程。那么到底儲能電池和動力電池有哪些區(qū)別?
適用場景不同
現(xiàn)實應(yīng)用對二者性能、使用壽命等有不同要求
鋰離子電池按照應(yīng)用領(lǐng)域分類可分為消費、動力和儲能電池。目前來看,動力電池和儲能電池是鋰電池未來發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮念I(lǐng)域,用于電動交通工具的電池和用于儲能設(shè)備的電池本質(zhì)上講都是儲能電池。
儲能電池與動力電池二者在技術(shù)原理并未形成差異,但由于應(yīng)用場景的不同,現(xiàn)實應(yīng)用對二者的性能、使用壽命等有著不同的要求。
動力和儲能電池系統(tǒng)產(chǎn)品按產(chǎn)品形態(tài)不同可分為電芯、模組和電池包。電芯是動力電池產(chǎn)品的核心基礎(chǔ)構(gòu)成單元,一定數(shù)量的電芯可組成模組,并進一步裝配成套為電池包,最終應(yīng)用在新能源汽車中的形態(tài)為電池包。
儲能電池、動力電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及成本構(gòu)成
完整的電化學(xué)儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、儲能變流器(PCS)以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。
電池組是儲能系統(tǒng)最主要的構(gòu)成部分;電池管理系統(tǒng)主要負責(zé)電池的監(jiān)測、評估、保護以及均衡等;能量管理系統(tǒng)負責(zé)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度等;儲能變流器可以控制儲能電池組的充電和放電過程,進行交直流的變換。
儲能系統(tǒng)的成本構(gòu)成中,電池是儲能系統(tǒng)最重要的組成部分,成本占比60%;其次是儲能逆變器,占比20%,EMS(能量管理系統(tǒng))成本占比10%,BMS(電池管理系統(tǒng))成本占比5%,其他為5%。
動力電池PACK指新能源汽車的電池包,給整車運行提供能量。車用動力電池PACK基本上由以下5個系統(tǒng)組成:電池模組、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
動力電池系統(tǒng)成本由電芯、結(jié)構(gòu)件、BMS、箱體、輔料、制造費用等綜合成本組成。電芯占據(jù)80%左右的成本,Pack(包含結(jié)構(gòu)件、BMS、箱體、輔料、制造費用等)成本占據(jù)整個電池包成本約20%。
儲能電池、動力電池BMS差異
在電池包中,BMS(電池管理系統(tǒng))是核心,它決定了電池包的各個部件、功能能否協(xié)調(diào)一致,并直接關(guān)系到電池包能否安全、可靠的為電動汽車提供動力輸出。當(dāng)然,結(jié)構(gòu)件的連接工藝、空間設(shè)計、結(jié)構(gòu)強度、系統(tǒng)接口等也對電池包性能產(chǎn)生著重要的影響。
儲能電池管理系統(tǒng),與動力電池管理系統(tǒng)類似,但動力電池系統(tǒng)處于高速運動的電動汽車上,對電池的功率響應(yīng)速度和功率特性、SOC估算精度、狀態(tài)參數(shù)計算數(shù)量,有更高的要求,相關(guān)調(diào)節(jié)功能也需要通過BMS實現(xiàn)。
儲能電池、動力電池循環(huán)壽命差異大
與材料、壓實密度等相關(guān)
動力電池和儲能電池在循環(huán)壽命的要求上有較大差異。以電動車為例,三元磷酸鐵鋰電池組理論壽命為1200次,按使用頻率來說,三天一次完全充放電,一年120次完全充放電,三元鋰電池日歷壽命達到十年。
儲能電池充放電更為頻繁,在相同的10年日歷壽命的前提下,對循環(huán)壽命有著更高的要求,若儲能電站和家用儲能以每天一次的頻率進行充放電,儲能鋰電池的循環(huán)次數(shù)壽命一般要求能夠大于3500次,若提高充放電頻率,循環(huán)壽命要求通常要求能夠達到5000次以上。
從電池結(jié)構(gòu)來看,材料種類、正負極壓實密度、水分、涂布膜密度等因素均會對電池循環(huán)性能造成影響。
原標(biāo)題:一文看懂儲能電池和動力電池的區(qū)別