儲(chǔ)能市場(chǎng)動(dòng)態(tài)正在影響電池形式、組件和生產(chǎn)的演變。
部署的快速增長(zhǎng)使儲(chǔ)能系統(tǒng) (ESS) 已成為電池制造商的新競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)場(chǎng)。無(wú)論是從電動(dòng)汽車(chē) (EV) 市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)多元化,還是專(zhuān)注于 ESS,這都是一個(gè)利用未來(lái)十年強(qiáng)勁前景的良好機(jī)會(huì)。
總部在愛(ài)丁堡的英國(guó)著名咨詢(xún)公司W(wǎng)ood Mackenzie最近啟動(dòng)了一系列儲(chǔ)能技術(shù)報(bào)告,為我們帶來(lái)了儲(chǔ)能方面的洞察和見(jiàn)解。其中一份儲(chǔ)能趨勢(shì)的報(bào)告?zhèn)戎赜?ESS 市場(chǎng)動(dòng)態(tài),以及如何推動(dòng)鋰離子電池組件和設(shè)計(jì)的發(fā)展。下面是三個(gè)值得關(guān)注的主要趨勢(shì)的概述。
1. 儲(chǔ)能系統(tǒng)ESS與電動(dòng)汽車(chē)EV電池分化加速
技術(shù)、市場(chǎng)、制造和政策因素的結(jié)合正在推動(dòng)鋰離子電池市場(chǎng)格局的快速變化。隨著 ESS 發(fā)展的加速,對(duì) ESS 電池的特定性能要求越來(lái)越多地通過(guò)與EV 電池市場(chǎng)的分歧來(lái)解決。
EV電池的重點(diǎn)是提高能量密度以增加續(xù)航里程和縮短充電時(shí)間,而 ESS 電池的重點(diǎn)是成本、耐用性和存儲(chǔ)時(shí)間。固定電池需要在價(jià)格上與傳統(tǒng)的調(diào)峰和調(diào)頻技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。他們還需要長(zhǎng)達(dá) 10,000 次充電循環(huán)的更長(zhǎng)使用壽命——是電動(dòng)汽車(chē)電池的三倍。此外,對(duì)持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的 ESS 應(yīng)用程序的需求也在增加。
政策也會(huì)影響電池市場(chǎng)的分化。在美國(guó),《降低通貨膨脹法案》的條款賦予至少包含 40% 國(guó)內(nèi)成分(到 2029 年上升到 55%)的 ESS 項(xiàng)目額外 10% 的投資稅收抵免。相比之下,電動(dòng)汽車(chē)電池對(duì)關(guān)鍵礦物采購(gòu)的要求要嚴(yán)格得多,并且需要可追溯性。
這將增加生產(chǎn)成本并推動(dòng) ESS 市場(chǎng)的電池供應(yīng)分離,以避免ESS 電池的價(jià)格被不必要地提高。
2. LFP 陰極化學(xué)在儲(chǔ)能應(yīng)用中勢(shì)頭強(qiáng)勁
先進(jìn)的硅基和鋰金屬陽(yáng)極技術(shù)以及全固態(tài)電池等新技術(shù)旨在提高能量密度。因此,他們將優(yōu)先考慮電動(dòng)汽車(chē)和消費(fèi)電子市場(chǎng)。
相比之下,用于儲(chǔ)能應(yīng)用的電池開(kāi)發(fā)則側(cè)重于該行業(yè)的特殊需求。磷酸鐵鋰 (LFP) 陰極技術(shù)正迅速在 ESS 市場(chǎng)流行起來(lái),這要?dú)w功于其安全性能、較長(zhǎng)的循環(huán)壽命以及鐵和磷酸鹽原材料的豐富(因此成本較低)。
另一種在商業(yè)化方面發(fā)展迅速并且在固定存儲(chǔ)應(yīng)用方面具有誘人前景的技術(shù)是鈉離子 (Na-ion) 電池。鈉離子電池的工作原理與鋰離子 (Li-ion) 電池類(lèi)似,但可能不像 LFP 那樣對(duì)鋰、鈷和鎳價(jià)格上漲敏感。
作為全球儲(chǔ)能團(tuán)隊(duì)的高級(jí)研究分析師,也是本報(bào)告的作者之一,KEVIN SANG 在其另外的一篇文章中《量化電池原材料需求》指出: 鋰離子電池將主導(dǎo)電池市場(chǎng)固定式儲(chǔ)能解決方案是電池快速增長(zhǎng)的領(lǐng)域。在這里,與電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域一樣,鋰離子電池占據(jù)主導(dǎo)地位,占應(yīng)用的 90% 以上。未來(lái),鈉離子電池等替代品可能會(huì)發(fā)揮更大的作用,一些持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的選擇,如液流電池,也是如此。
隨著鋰離子電池技術(shù)在不同應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)滲透率提高,對(duì)正極材料的需求將持續(xù)上升。目前,五種正極材料是鋰離子電池的首選:鈷(LCO)、氧化錳(LMO)、磷酸鐵(LFP)、鎳鈷鋁氧化物(NCA)和鎳鈷錳(NCM)。每一種都有其優(yōu)點(diǎn),它們將繼續(xù)以不同的方式使用。
3. 成本降低正在推動(dòng) ESS 電池尺寸和格式的創(chuàng)新
最終,電池尺寸和形式的發(fā)展也在 ESS 市場(chǎng)快速發(fā)展。降低成本的一種有意義的方法是增加電池的容量和尺寸。這減少了系統(tǒng)組件的數(shù)量,降低了物料清單 (BOM) 成本,簡(jiǎn)化了組裝和集成,并減輕了電池管理系統(tǒng) (BMS) 的負(fù)擔(dān)。
280 Ah(安培小時(shí))已經(jīng)成為 LFP 電池在電網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用中的新標(biāo)準(zhǔn),容量高達(dá) 560 Ah,循環(huán)壽命高達(dá) 12,000 次。然而,更大的電池需要更高的制造能力,并且對(duì)安全管理也有影響。
在電池形式方面,方形電池目前在電網(wǎng)規(guī)模的ESS中占據(jù)主導(dǎo)地位,主要是因?yàn)樗鼈兪艿街袊?guó)電池制造商的青睞。它們節(jié)省空間但制造成本高,并且由于熱管理效率較低而相對(duì)較快地消亡。
相比之下,圓柱形電池相對(duì)安全、便宜且易于制造,并且由于日歷壽命長(zhǎng)而運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。它們的形狀會(huì)在電池組中的電池之間形成空腔,從而降低體積能量密度,但是,與電動(dòng)汽車(chē)相比,這對(duì)于 ESS 應(yīng)用來(lái)說(shuō)不是什么大問(wèn)題。我們預(yù)測(cè)最新一代更大的圓柱形 46xx LFP 電池將在未來(lái)十年內(nèi)用于各種儲(chǔ)能市場(chǎng)。
原標(biāo)題:英國(guó)儲(chǔ)能趨勢(shì)報(bào)告:值得關(guān)注的儲(chǔ)能技術(shù)三大趨勢(shì)