摘要

“300Ah+”儲能電芯的安全性難題正在倒逼電芯企業加速進行安全升級。

今年上半年迎來“300Ah+”儲能電芯的高潮。彼時，寧德時代并未急切披露涉足300Ah+儲能電芯的跡象。

然而在最近，繼6月14-16日亮相于國際電池儲能技術博覽會 (EES Europe)的搭載的306Ah儲能電芯的EnerC Plus，寧德時代再次密集官宣搭載314Ah儲能電芯的EnerD量產交付。

寧德時代官方解釋，此次最新產品的量產交付，是其又一次通過技術創新，引領儲能系統的發展，為能源儲存領域帶來新的突破。

寧德時代314Ah電芯催化“300Ah+“趨勢

據悉，寧德時代EnerD系列產品采用了其儲能專用314Ah電芯，并配備CTP液冷3.0高效成組技術，優化電芯的成組結構和導電連接結構，同時在設計和制造過程采用更加模塊化和標準化的設計，實現20尺單艙電量從3.354MWh提升到了5.0MWh，相比于上一代產品，全新EnerD系列液冷儲能預制艙的占地面積節約20%以上，施工工程量減少15%，調試運維成本下降10%，并且在能量密度和性能方面也得到顯著提升。

EnerD系列產品采用了行業首創的BMS熱失控報警與消防系統聯動技術，精簡了消防系統整體架構，解決了傳統電池包多探測器、多電池閥消防方案帶來的可靠性差、成本高問題。截至目前，寧德時代的電芯、電箱、電池簇均已取得GB/T36276權威認證。

在歷時一年的開發及測試驗證中，EnerD系列產品經過電芯80+項、電池模塊30+項、集裝箱層級50+項的安全測試。

測試結果顯示，EnerD系列產品具備更強悍的環境適應能力，可在高海拔、高寒地區實現設備的正常運行——在4000m海拔內EnerD系列產品依然能保持額定功率輸出，最高可在5000m海拔的區域，-40℃的低溫環境下實現正常運行，產品性能領先全行業。

此外，為靈活適應儲能多種應用場景，EnerD系列產品還具備多種PCS路線與構網型儲能項目的適配性，可滿足新型電力系統的多樣化需求。

目前，基于儲能不同應用場景，寧德時代已針對性推出了多款具備高充放電效率、長壽命、高集成和高安全特點的儲能電池系統解決方案。

除了寧德時代，市面上實現量產的300Ah及以上容量的儲能電芯，主要有國軒高科300Ah、遠景動力的305Ah等,且已經在海內外項目運用。

據悉，從2019年開始，遠景動力就已推出首款儲能專用電芯，是最早實現300Ah+電芯大規模量產的企業，并在今年4月推出行業首款315Ah儲能專用電芯。

遠景動力儲能業務在2022年取得了超過5倍的增長，儲能產品交付中國、英國和美國等全球主要市場，儲能電池出貨量排名位居2022年全球市場前十。其中，今年4月遠景動力發布的315Ah儲能專用電芯，較其2021年推出的305Ah儲能專用電芯，能量密度再次提升11%，并實現“單顆電芯一度電（1008Wh）”；循環壽命高達12000次，一天一次充放電可滿足25年安全可靠運行的要求。截至2023年上半年，遠景動力在手儲能電池訂單超過70GWh。

另一家300+儲能電芯企業量產企業則是國軒高科。自2014年開始布局儲能業務以來，國軒高科近年來加速競逐儲能賽道，多線布局海內外儲能市場。國軒高科針對儲能賽道開發了300Ah專用電芯，加速儲能市場競速。國軒高科2022上半年業績報告顯示，其儲能電池業務已占整體營收的14.8%。

據高工儲能不完全統計，已經有寧德時代306Ah、314Ah；海辰儲能300Ah、320Ah；天合儲能 306Ah；瑞浦蘭鈞320Ah；蘭鈞新能源 314Ah ;鵬輝能源320Ah；蜂巢能源 325Ah；遠東電池 305Ah；蘭鈞新能源 314Ah；中創新航305Ah、314Ah；國軒高科300Ah；贛鋒鋰電 314Ah；楚能新能源 306Ah、314Ah、320Ah；昆宇電源305Ah、升級版305Ah；億緯鋰能560Ah；雄韜股份580Ah；欣旺達314Ah；雙登集團315Ah；遠景動力305Ah/315Ah；海基新能源375Ah；南都電源 305Ah；春蘭電池310Ah等近20家電芯廠、超25款300Ah及以上容量電池問世。

高工產業研究院（GGII）2023年5月整理

高工產業研究院（GGII）統計數據顯示，截至2022年底280Ah產品在國內電力儲能項目滲透率已達80%以上。2023年下半年開始，大部分企業將實現300Ah+大容量電芯量產交付。比如瑞浦蘭鈞宣布Q3將量產其320Ah問頂電池。

300Ah+大容量電芯倒逼安全升維

值得注意的是，中國科學院院士歐陽明高在今年上半年某會議上提及“300Ah+”磷酸鐵鋰儲能電芯在本征安全方面，實際是比較危險的。

歐陽明高院士指出，一般認為磷酸鐵鋰電池是比較安全的，指的是小容量磷酸鐵鋰電池。但是大容量電池像320Ah電池，內部溫度可以超過800度，超過了磷酸鐵鋰正極分解的溫度。

“300Ah+”儲能電芯的安全性難題正在倒逼電芯企業加速進行安全升級。寧德時代從電芯本征安全、電氣安全、熱安全、消防安全四個層級，整體提升EnerD系列產品的安全。

在2023高工儲能產業峰會上，寧德時代總工程師許金梅表示，儲能系統存在子系統多、應用場景新、客戶明確需求少、開發周期短、測試驗證少、過程無場站級系統聯調等特點，對電池的應用和系統設計提出了更高安全要求。

然而，對標汽車產品V模型開發流程，儲能產品開發各環節普遍存在不完善，如：系統設計、測試驗證、大規模制造、運輸安裝、運行使用等。因此，寧德時代從開發全流程全面提升儲能產品安全。

在設計環節，寧德時代依據“V”模型，通過QFD展開，針對儲能電池系統及子系統的全生命周期場景進行分析，并針對安全場景進行失效模式分析、安全防護設，如高壓絕緣、冷凝水、熱擴散、電熱耦合等。

在測試環節，寧德時代300+產品測試驗證項目，從多級、多維、標準等幾個方面加強測試。多級指的是從材料、電芯、模組、BMS、電池系統等展開測試驗證；而多 維指的是從機械、電性能、安全和可靠性等展開驗證、測試；而寧德時代300+產品均獲得GB/T、ISO、IEC、UN、UL等標準。儲能系統經過了電芯到電箱到電池簇再到集裝箱等多等層級的測試, 更進一步的是跟PCS和EMS的聯調。

在許金梅看來，電芯單體缺陷率DPPm到DPPb的變化，1DPPm相當于1.1次失效/GWh；1DPPb相當于1.1次失效/TWh。那么，在大規模制造環節，寧德時代實現產線可進化、品質大提升、數據全追溯。

而在運輸調試環節，寧德時代的系統結構安全通常會對振動、沖擊、地震、颶風等進行結構安全仿真，集裝箱框架進行船級社測試驗證；常見振動沖擊工況，通過不同道路路譜采集轉化圖譜，輸入仿真驗證結構強度。

在使用環節，寧德時代儲能電池系統的電壓1500V，系統的IP防護設計及防冷凝水，老化等顯得極為重要。其中防冷凝水設計覆蓋全流程，多級治理，可實現“一站一策略” 。

寧德時代基于上述“安全策略”，率先實現了300Ah+儲能電芯的量產交付。但“300Ah+”大容量電芯的安全問題，仍是其他二三線品牌急需解決的難題。

高工儲能分析認為，未來誰能夠快速獲得300Ah+儲能電芯的“安全秘鑰”，將快速成為此賽道佼佼者。

300Ah+行業“共同步伐”背后

時至今日，中國儲能電池企業已經幾乎集體性走向了 “300Ah+”布局。但基于“300Ah+”的發展趨勢，其實早有“端倪”。

早在2022年，美國本土堅守磷酸鐵鋰技術路線的系統集成商POWIN曾在當年高工儲能年會上公布了其尋找電池供應商的條件：第一，POWIN對電芯容量要求大致為280Ah-310Ah,電芯尺寸不變，采用方形卷繞鋁殼。對電芯的供應商要求，質量要求擺在第一位，希望電芯和模組能夠同步提供。第二，考慮成本、供應量，還有公司資金和電池資質等必須達到POWIN要求。第三，POWIN愿與供應商一同成長，共同開發美國市場。

POWIN2022年發布的電池供應商要求來看，其關注首要是電池質量，其次是電池成本、產能等，并開始接觸300Ah+儲能電芯。

一定程度上來說，未來儲能電芯領域仍是基于質量之爭。而對于300Ah+電芯來說，需要通過不斷技術革新加速解決歐陽明高院士指出的熱失控過程中的幾個難點，形成質量過硬的儲能電芯。

所以，儲能領域應該關注如何解決難點本身，如何提升解決熱失控等核心問題。

天合儲能的儲能產品研究院院長楊凱博士表示，儲能電芯安全爭鋒的焦點仍是大電芯高溫問題，但從未來的市場需求來看，大電芯仍會是主流。歐陽院士提的很有道理，但仍要基于前提條件，整個系統要怎樣去解決熱失控、散熱問題。

“儲能電芯做大是一個趨勢，但儲能電芯容量是不是越大越好，首先要保證產品生產的高效率與低成本。”遠景動力鐵鋰電芯開發總監徐永剛曾對外表示，制造儲能電芯，要綜合考慮制造成本、生產效率和制造能力等多個因素，“電芯越大，安全、良率、成本會有影響，容量做大，要兼顧全生命周期成本、安全、循環、系統兼容性等去‘定義’儲能專用電芯。”

對300Ah及以上容量儲能電池廠商來說，技術進步才是產業繁榮之本。高工產業研究院（GGII）據此預測，針對儲能電池散熱性方面的重視，可能會迎來較好散熱性的疊片工藝的加快滲透。

如今，以寧德時代量產為標志，電芯企業“300Ah+”量產已呈現快速上馬之勢。高工儲能亦認為，300+儲能電芯的滲透率將會在高安全的基礎上快速上升。

審核編輯：劉清