储能电池的发展以市场需求为驱动,分别向大型储能、家庭储能、工商业储能等不同领域发展。这些电池在性能方面具有先进性,包括大容量、高比能量、超长循环和宽温度范围。随着储能电站规模越来越大,对电池容量、安全性、循环寿命的要求也随之提高。然而,在热门的工商业储能领域,目前电池的选择并没有明确的路径,重点是经济效益和成本效益。尽管如此,支持工业和商业储能产品的大容量电池市场已经出现动力。
在家庭储能领域,电池的选择也是以市场为导向的。高压家用储能和家电的趋势促使了全极耳、大圆柱等设计的使用。 50Ah以下和50Ah-100Ah以下的电池容量可用于家庭储能。仅今年一年,就有超过20家电池企业推出了300Ah以上储能电池30多个型号,容量包括314Ah、320Ah、325Ah等。提高储能电池的容量不仅可以提高能量密度和循环寿命,同时也带来了散热和热量分布不均匀等挑战,需要更高水平的电池安全设计和工艺开发。
储能电池容量的提升也带动了储能系统的容量升级。例如,配备300Ah+电池的20英尺标准集装箱储能系统普遍将容量从3MWh+提升至5MWh+,降低了储能项目的土地和基础设施的初始成本。 300Ah+储能电池的这些性能提升是电池企业在材料、制造和技术上不断探索的结果。例如,复合集流体的使用既安全又经济,有望成为下一代集流体材料。它们可以抑制锂枝晶的生长,阻断击穿时的电流,防止热失控,增强大容量储能电池的安全性。
在工艺和制造方面,目前正在探索两条路径。第一个侧重于优化电池内部空间结构,第二个则打破固有形状,向长、薄、刀片状设计发展。例如,顶顶技术减少了储能电池顶部空间,提高了空间利用率,提高了实际容量、循环寿命、能效等性能指标。对于工商业储能产品,目前主流方案是采用280Ah电池,但未来重点预计将转向300Ah+电池。大容量电池为这些客户提供了更高的效益,减少了使用的产品数量并解决了空间限制。此外,大容量电池可以通过减少集成组件并保持较长的循环寿命来降低成本,从而降低产品整个生命周期内的电力成本。
在家庭储能市场中,主要应用场景是家庭应急备用电源以及“光伏+储能”系统的使用。这些场景需要电池具有良好的倍率性能,通常在0.5-1C之间。家庭储能的另一个趋势是使用高电压,通过串联多个电池来实现。这使得系统电流更小,干扰更少,转换效率更高。然而,高压家用储能的趋势对电池的一致性提出了更高的要求,圆柱电池因其成熟的制备工艺而具有更好的一致性,成为有利的选择。预计大型圆柱电池在家庭储能领域的渗透率将持续提升。
总体而言,储能电池的性能演变与市场需求紧密结合。各个领域都取得了进步,并且开发了不同的电池技术来满足特定的要求。储能电池容量的不断增加在性能、安全性和成本效益方面带来了挑战和机遇。在材料、制造和技术方面的持续探索和发展将进一步提高储能电池在各种应用中的性能和采用率。
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