更大容量、更长寿命、更高安全——科学家对锂电池储能技术还有多大的想象空间？

  3年前，主打长循环寿命的280Ah（安时）电池产品在市场上一经问世，便迅速打开储能市场应用的新局面，替代市场原有的50—100Ah电池，成为储能项目招标或产品采购的标配。随后行业主流电池厂商纷纷跟进，密集推出280Ah、300Ah、314Ah、320Ah、560Ah电池产品，电池厂商在大容量电池赛道上你追我赶、加速竞争。

  12月12日，在首届海辰储能生态日上，海辰储能发布了全球首款长时储能专用电池MIC1130Ah，“跳跃式”地将电池容量推高至1130Ah，节奏之快、跨度之大，引发业内广泛关注。大容量电池怎么样才能解决自带的发热和安全问题？海辰储能MIC1130Ah电池又能否再次打破现有市场格局，带来发展新局面？

  在锂电储能系统中，电池组成本占比高达60%，直接决定储能项目的整体经济性和竞争力。随着储能行业规模快速扩张，对电池性能与经营成本提出了更高要求。

  大容量电池被认为是行业升级发展的一大方向。近年来，包括亿纬锂能、蜂巢能源、瑞浦兰钧、楚能新能源、鹏辉能源等国内主流电池厂商相继推出280Ah以上容量的电池产品。

  “以1GWh的储能电站为例，搭载280Ah电池，其数量将超过100万颗。过多电池串并数量，将给电池管理、电池一致性、系统集成效率带来极大挑战。”海辰储能产品管理部负责人李威明认为，大容量电池是解决电池一致性和成本的最优方案之一。

  中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇此前接受《中国能源报》记者正常采访时表示，采用小容量电池，并联数量多、系统安装占地面积较大，而采用大容量电池，可以有实际效果的减少预制舱数量和土地成本，提升系统效率，有力改善用户整体投资收益。

  李威明算了一笔账，与采用280Ah系统产品相比，MIC1130Ah电池单瓦时成本降低15%，体积单位体积内的包含的能量提升15%，达到400Wh/L，能帮助直流侧储能系统降本25%。电池循环寿命高达15000次，系统寿命一般可以达到25年，将大幅度降低储能全生命周期成本。

  值得一提的是，如此大容量，让MIC1130Ah电池在长时储能领域的应用成为可能。海辰储能首席技术官易梓琦表示，新能源发电量增加，驱动储能时长由目前的2—4小时向4—8小时方向发展。今年上半年，美国储能项目平均储能时长达3.23小时，未来3年，长时储能项目占比将超过60%。美洲也将是MIC1130Ah电池应用的主要市场之一。

  据悉，海辰储能MIC1130Ah电池将于2024年第一季度开始向客户送样，2024年12月开启全球交付。

  “容量太大会带来安全风险。电池容量增大会致使电池自身散热性能变差。同时，电池做大可能出现电芯鼓胀问题，导致过充和热失控难以应付。”刘勇表示，不能一味求大，要对电池热管理做好均衡设计。

  安全是大容量电池应用的关键前提。海辰储能从化学体系、电芯结构、制造工艺三方面做了大量工作，实现了技术量产的可能。李威明介绍，海辰储能通过“主动改善+被动引导”思路，有效控制热失控后的安全风险。通过磷酸铁锂材料的多元素掺杂，提升磷酸铁锂材料在高温环境下的结构稳定性和热稳定性；在负极采用热稳定石墨，降低表面缺陷，减缓热效应；在被动引导方面，超大电芯采用定向开阀设计，极大提升开阀准确灵敏性。相较于280Ah产品，MIC1130Ah电池拥有更高的本征安全、更高的安全阈值，结合系统热阻隔设计，可以从根本上杜绝系统热扩散的发生。“虽然MIC1130Ah电池能量相对280Ah电池产品提升了4倍，但MIC1130Ah电池热失控后，内部最高温度依然能控制在700摄氏度以内，和280Ah电池产品处于相同水平。”

  “电池产品设计一定要考虑经济效益与技术难度，通过缜密的仿真试验和探索计算，设计出适合的尺寸和容量。”易梓琦指出，储能市场应该从“卷价格”回归到技术驱动，“卷产品”和“卷技术”才是长久之计。

  作为一名科研人员，易梓琦认为，锂电储能技术的“天花板”还远远没有到来，电池材料体系、尺寸、设计等方面还能更加进一步优化，固态电池、钠离子电池等新电池技术也有很多挖掘空间。“除了MIC1130Ah电池，海辰储能也在探寻更大的想象空间，储能产品不是简单追求更大、更便宜，而是要向更安全、更可靠、更高价值的方向发展。”

  那么，哪些应用场景适合大容量电池？刘勇认为，电池容量与储能系统/电站的装机容量和应用场景紧密相关，大储系统通常更适合匹配大容量电池，可以大幅提升储能系统能量密度，而户用储能用小容量电池足够。

  基于此，在生态日活动现场，海辰储能还推出“海纳百川”全栈式工商业储能服务和普惠产品HeroEE。前者通过提供丰富的储能产品选择，搭配全生命周期保险、金融租赁服务，帮助工商业主解决“不懂储”“不敢投”“不会管”的问题。HeroEE则主要面向以非洲等为代表的新兴储能市场，提供一度电解决方案。

  目前，全球仍有6亿人缺乏电力供应，存在能源贫困问题，“分布式能源+储能”是一项低成本的解决方案。HeroEE由一块光伏组件、一个储能系统和一套智能网联系统组成，储能系统的重量只有7.5千克，一本大部头字典的大小，内置海辰储能电力工业级超长寿命电芯，系统设计寿命达10年，均摊到每度电的成本仅为0.4元。“系统定价999元，是一款能够让能源贫困地区居民买得起、用得上、可负担、可靠的能源普惠产品。预计未来3年可以服务至少1000万家庭。”海辰储能终端场景孵化中心负责人管伟说。

  社会价值不仅是创新商业模式的源泉，还可以在更长的周期里帮助企业提升综合能力。在海辰储能联合创始人、总裁王鹏程看来，要以“长期主义”的视角来看待储能产业的发展，推动“技术往深走、服务往外走”，以市场需求反向引导创新。坚持选择做“难事”，深耕储能技术领域，致力于将产品做到极致，确保输出高质量的产品和服务。

  ■本报记者 卢奇秀《 中国能源报 》（ 2023年12月18日 第06 版）

  更大容量、更长寿命、更高安全——科学家对锂电池储能技术还有多大的想象空间？

  3年前，主打长循环寿命的280Ah（安时）电池产品在市场上一经问世，便迅速打开储能市场应用的新局面，替代市场原有的50—100Ah电池，成为储能项目招标或产品采购的标配。随后行业主流电池厂商纷纷跟进，密集推出280Ah、300Ah、314Ah、320Ah、560Ah电池产品，电池厂商在大容量电池赛道上你追我赶、加速竞争。

  12月12日，在首届海辰储能生态日上，海辰储能发布了全球首款长时储能专用电池MIC1130Ah，“跳跃式”地将电池容量推高至1130Ah，节奏之快、跨度之大，引发业内广泛关注。大容量电池如何解决自带的发热和安全问题？海辰储能MIC1130Ah电池又能否再次打破现有市场格局，带来发展新局面？

  在锂电储能系统中，电池组成本占比高达60%，直接决定储能项目的整体经济性和竞争力。随着储能行业规模快速扩张，对电池性能与运营成本提出了更高要求。

  大容量电池被认为是行业升级发展的一大方向。近年来，包括亿纬锂能、蜂巢能源、瑞浦兰钧、楚能新能源、鹏辉能源等国内主流电池厂商相继推出280Ah以上容量的电池产品。

  “以1GWh的储能电站为例，搭载280Ah电池，其数量将超过100万颗。过多电池串并数量，将给电池管理、电池一致性、系统集成效率带来极大挑战。”海辰储能产品管理部负责人李威明认为，大容量电池是解决电池一致性和成本的最优方案之一。

  中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇此前接受《中国能源报》记者采访时表示，采用小容量电池，并联数量多、系统安装占地面积较大，而采用大容量电池，可以有效减少预制舱数量和土地成本，提升系统效率，有力改善用户整体投资收益。

  李威明算了一笔账，与采用280Ah系统产品相比，MIC1130Ah电池单瓦时成本降低15%，体积能量密度提升15%，达到400Wh/L，能帮助直流侧储能系统降本25%。电池循环寿命高达15000次，系统寿命可达25年，将大幅降低储能全生命周期成本。

  值得一提的是，如此大容量，让MIC1130Ah电池在长时储能领域的应用成为可能。海辰储能首席技术官易梓琦表示，新能源发电量增加，驱动储能时长由目前的2—4小时向4—8小时方向发展。今年上半年，美国储能项目平均储能时长达3.23小时，未来3年，长时储能项目占比将超过60%。美洲也将是MIC1130Ah电池应用的主要市场之一。

  据悉，海辰储能MIC1130Ah电池将于2024年第一季度开始向客户送样，2024年12月开启全球交付。

  “容量太大会带来安全风险。电池容量增大会致使电池自身散热性能变差。同时，电池做大可能出现电芯鼓胀问题，导致过充和热失控难以应付。”刘勇表示，不能一味求大，要对电池热管理做好均衡设计。

  安全是大容量电池应用的关键前提。海辰储能从化学体系、电芯结构、制造工艺三方面做了大量工作，实现了技术量产的可能。李威明介绍，海辰储能通过“主动改善+被动引导”思路，有效控制热失控后的安全风险。通过磷酸铁锂材料的多元素掺杂，提升磷酸铁锂材料在高温环境下的结构稳定性和热稳定性；在负极采用热稳定石墨，降低表面缺陷，减缓热效应；在被动引导方面，超大电芯采用定向开阀设计，极大提升开阀准确灵敏性。相较于280Ah产品，MIC1130Ah电池拥有更高的本征安全、更高的安全阈值，结合系统热阻隔设计，可以从根本上杜绝系统热扩散的发生。“虽然MIC1130Ah电池能量相对280Ah电池产品提升了4倍，但MIC1130Ah电池热失控后，内部最高温度依然能控制在700摄氏度以内，和280Ah电池产品处于相同水平。”

  “电池产品设计一定要综合考虑经济效益和技术难度，通过缜密的仿真试验和探索计算，设计出适合的尺寸和容量。”易梓琦指出，储能市场应该从“卷价格”回归到技术驱动，“卷产品”和“卷技术”才是长久之计。

  作为一名科研人员，易梓琦认为，锂电储能技术的“天花板”还远远没有到来，电池材料体系、尺寸、设计等方面还可以逐步优化，固态电池、钠离子电池等新电池技术也有很多挖掘空间。“除了MIC1130Ah电池，海辰储能也在探寻更大的想象空间，储能产品不是简单追求更大、更便宜，而是要向更安全、更可靠、更高价值的方向发展。”

  那么，哪些应用场景适合大容量电池？刘勇认为，电池容量与储能系统/电站的装机容量和应用场景紧密相关，大储系统通常更适合匹配大容量电池，可以大幅度的提高储能系统单位体积内的包含的能量，而户用储能用小容量电池足够。

  基于此，在生态日活动现场，海辰储能还推出“海纳百川”全栈式工商业储能服务和普惠产品HeroEE。前者通过提供丰富的储能产品选择，搭配全生命周期保险、金融租赁服务，帮助工商业主解决“不懂储”“不敢投”“不会管”的问题。HeroEE则主要面向以非洲等为代表的新兴储能市场，提供一度电解决方案。

  目前，全球仍有6亿人缺乏电力供应，存在能源贫困问题，“分布式能源+储能”是一项低成本的解决方案。HeroEE由一块光伏组件、一个储能系统和一套智能网联系统组成，储能系统的重量只有7.5千克，一本大部头字典的大小，内置海辰储能电力工业级超长寿命电芯，系统模块设计寿命达10年，均摊到每度电的成本仅为0.4元。“系统定价999元，是一款能够让能源贫穷的地方居民买得起、用得上、可负担、可靠的能源普惠产品。预计未来3年可以服务至少1000万家庭。”海辰储能终端场景孵化中心负责人管伟说。

  社会价值不仅是创新商业模式的源泉，还可以在更长的周期里帮企业提升综合能力。在海辰储能联合创始人、总裁王鹏程看来，要以“长期主义”的视角来看待储能产业的发展，推动“技术往深走、服务往外走”，以市场需求反向引导创新。坚持选择做“难事”，深耕储能技术领域，致力于将产品做到极致，确保输出高质量的产品和服务。