導(dǎo)讀:
長坡盈積厚雪、紅海市場滑翔,隨著新能源汽車市場力量的顯著提高,動力電池賽道逐漸迎來全面爆發(fā)的時刻。電化學(xué)產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)發(fā)展,材料升級和技術(shù)革新也在不斷提升動力電池的能量密度及其他核心指標(biāo)。優(yōu)異的一致性、高能量密度、高倍率性能、長循環(huán)壽命、更加安全穩(wěn)定——動力電池下一站發(fā)展的目標(biāo)與錨點;而對全固態(tài)電池的深邃冀望,正推動越來越多的科研院所、企業(yè)機構(gòu)登攀銳進。
「太藍(lán)研析」是太藍(lán)新能源開設(shè)的太藍(lán)研究院、生產(chǎn)制造基地鋰電方向科研專家/資深工程師人物采訪欄目,通過信息化訪談有效認(rèn)知鋰電池技術(shù)動態(tài)和相關(guān)市場領(lǐng)域。深耕于先進固態(tài)鋰電產(chǎn)業(yè)研發(fā),太藍(lán)力量正當(dāng)時,并且將不斷發(fā)榮滋長。
本次訪談對象是太藍(lán)研究院電芯研發(fā)中心負(fù)責(zé)人,我們與其探討了動力電池的兩大主力類型、半固態(tài)電池產(chǎn)品市場意義、動力電池及儲能方向的發(fā)展前景,時下熱議的上游材料價格問題、新能源汽車動力電池安全性等內(nèi)容。
融淬更多鋰電精彩,今后本欄目還會分享一系列的研究分析,敬請關(guān)注。
Q:太藍(lán)新能源關(guān)于動力電池、儲能方向的相關(guān)技術(shù)布局,未來動力電池和儲能相關(guān)行業(yè)發(fā)展趨勢是怎樣的?
A:太藍(lán)研究院目前的項目劃分有三大類:第一是三元動力電池,第二是磷酸鐵鋰的儲能方向,第三是3C消費類鋰電池。
三元電池方向一是高倍率,二是高能量密度。三元動力電池適用于要求充電、放電倍率比較高的一些應(yīng)用場景,例如電動汽車的電池、兩輪電摩/電動自行車電池、電動摩托艇等。因為一些電動汽車有關(guān)于快充應(yīng)用的要求,比如特斯拉有超級快充;且快充有很強的正外部性,即節(jié)約了自己充電時間,如果快充普及將使得充電等待的時間大大縮短。因此現(xiàn)在很多品牌都在做快充技術(shù),解決了安全性問題后,趨勢上來說快充很可能是比大電池包更普及的一種電池特性。
儲能領(lǐng)域,太藍(lán)新能源規(guī)劃的技術(shù)方向面向三大類——工商業(yè)儲能、家庭戶用儲能、便攜儲能。
工商業(yè)儲能涉及電站、電網(wǎng)、用電側(cè),這類大儲能電站的電芯容量大,裝機電站體積也比較大,可能達(dá)到1MWh甚至更高。工商業(yè)儲能的應(yīng)用比較廣泛,大工業(yè)用戶可以進行峰谷調(diào)節(jié),以緩解夏季用電高峰時期變壓器的負(fù)擔(dān),并且可以利用峰谷電谷差獲取一定收益。對于有重要負(fù)荷的用戶,儲能系統(tǒng)可以作為備用電源以保證重要負(fù)荷供電持續(xù)性。
國內(nèi)發(fā)展工業(yè)儲能和戶用儲能等場景也和相關(guān)政策影響有一定關(guān)聯(lián),目前電池包生產(chǎn)面臨最大問題可能是成本問題,成本直接關(guān)系價格;以前普遍選用鉛酸電池,它的價格較低,現(xiàn)在鉛酸電池的能量密度低可能不太考慮使用。由于磷酸鐵鋰電池壽命顯著高于鉛酸蓄電池,據(jù)測算現(xiàn)在評價全生命周期成本的指標(biāo)“度電成本”已經(jīng)接近鉛酸蓄電池。磷酸鐵鋰0.6-0.8元/度,鉛蓄0.5-0.7元/度。如地方政府按建設(shè)新型儲能設(shè)施投資額的部分比例給予企業(yè)補貼,支持建設(shè)獨立儲能站參與電網(wǎng)調(diào)度,這樣能夠全面提升能源資源利用效率和產(chǎn)出效益。
家庭戶用儲能在全球市場也是日趨火爆,家庭戶用儲能相當(dāng)于“戶用儲能+分布式光伏”,在居民家中利用太陽能等設(shè)備為家庭供電,同時對電量進行管理——通過逆變器把太陽能充電至家用電池包,光伏系統(tǒng)發(fā)電一部分供家庭負(fù)荷使用,例如照明、家用電器等,剩余的大部分發(fā)電量被送到了電網(wǎng),在削峰填谷、節(jié)省電費開支、延緩輸配電擴容升級等方面能夠展現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。
戶用儲能具有滲透率低、海外政策扶持力度大、客戶需求高的機遇,在歐美、日本等電價較高的發(fā)達(dá)國家具備良好的經(jīng)濟性、需求剛性、較強的支付意愿和價格接受程度。在全球能源價格大漲的背景下,戶用儲能市場目前在歐洲一枝獨秀領(lǐng)跑全球。
第三類就是便攜儲能,通常簡稱為“戶外電源”,內(nèi)置鋰離子電池的小型儲能設(shè)備可以替代傳統(tǒng)小型燃油發(fā)電機,主要使用場景包括戶外出游、露營垂釣、應(yīng)急救災(zāi)、醫(yī)療搶險、戶外作業(yè)等。由于國內(nèi)疫情帶來周邊短途出游的戶外需求和歐洲新增應(yīng)急儲備需求,推動便攜儲能市場短期快速增長。
同樣,在我國戶用儲能也會面臨電池裝機的成本問題。如果當(dāng)?shù)卣l(fā)放一定的補貼,幫助居民裝設(shè)光伏板;或者根據(jù)波峰波谷的電價差價,例如發(fā)一度電到電網(wǎng),政府補貼0.3元或者0.5元,這樣戶用儲能的使用優(yōu)勢能更好地展現(xiàn)出來。
3C類消費鋰電池隨著移動終端時代的來臨快速發(fā)展(3C是指計算機、通訊和消費電子這三類產(chǎn)品的簡稱)。伴隨著居民消費能力的提升,我國對消費類電子產(chǎn)品的需求量不斷擴大。在筆記本/平板電腦、智能手機等傳統(tǒng)消費類領(lǐng)域,消費類鋰離子電池對于尺寸、容量、能量密度等要求嚴(yán)格,高端的消費類電池會使用最先進的技術(shù)和材料。
3C鋰電池一直向大容量、高倍率、柔性電池方向發(fā)展,太藍(lán)的3C消費類鋰電池研發(fā)主要發(fā)展兩個方向;一是高能量密度,二是高倍率性能,例如支持快充的新型鋰電池。
Q:時下社會與市場都非常關(guān)注動力電池的安全性問題,那么您對電池的安全性問題有什么樣的看法。
A:目前聚焦研發(fā)更加安全的動力電池已成為業(yè)內(nèi)共識,提升動力電池的安全性問題是要降低熱失控風(fēng)險,實際上有多種途徑:第一是電池材料體系的設(shè)計與選擇,這是提升電池安全性的基礎(chǔ);第二是從電芯本身設(shè)計和制造方面進行改進,從工藝角度在設(shè)計和制造層面確保電芯的安全穩(wěn)定;第三可以從電池管理系統(tǒng)(BMS)方面入手,關(guān)于外殼、保護板的設(shè)計,以及通過數(shù)據(jù)處理對熱失控問題及時預(yù)警、實時監(jiān)控;第四通過用戶端使用場景及條件進行一些工況限制、信號分析,或是持續(xù)優(yōu)化。
其中電池材料體系篩選和電芯的設(shè)計工藝及制造非常關(guān)鍵,從源頭上對電芯的設(shè)計進行把控可以保障安全。但是電池并沒有百分之百的絕對安全,因為電芯當(dāng)中含有活潑鋰金屬和易燃的液態(tài)電解液成分,這些會是產(chǎn)生安全問題的不可忽略的因素。
從整體來講,安全是一個系統(tǒng)問題,不是片面地解決某一個單項就能制造出一個絕對安全的電池;但是從技術(shù)發(fā)展的角度上來說,從第一、第二個層次出發(fā)對電芯產(chǎn)品進行設(shè)計和制造,例如發(fā)展半固態(tài)電池產(chǎn)品、全固態(tài)電池產(chǎn)品,通過技術(shù)革新逐步地解決安全問題,有望日臻完善。
原標(biāo)題:太藍(lán)新能源:儲能、動力及消費鋰電池市場分析及發(fā)展前景