文|储能100人
储能电池容量已由最初的280Ah、314Ah纷纷开始走向500Ah+时代。
2023年12月底，有媒体报道，宁德时代“低调”开启了530Ah储能电芯新产线建设。而在2024年4月，宁德时代对外发布天恒储能系统，20尺集装箱内实现6.25MWh的容量，被外界推测采用587Ah电芯。
宁德时代在500Ah+到底采用何种规格？一时间众说纷纭。知情人士告诉《储能100人》，宁德时代实际上推出了“一款三用”电池，即同一尺寸规格下“530Ah、565Ah、587Ah”三款电芯分别主打海外市场、长寿命和高密度场景。
在宁德时代推出500Ah+电芯之前，亿纬锂能明确公布了628Ah储能电池Mr.Big的技术路线和与之配套的5MWh储能系统Mr.Giant，海辰储能则发布了1130Ah大电芯。
截至目前，国内已有宁德时代、亿纬锂能、远景储能、天合储能、蜂巢能源、瑞浦兰钧、海辰储能、南都电源、天弋能源、楚能新能源、兰钧新能源等超15家电池企业相继发布500Ah以上的大容量电芯计划。
一场自下而上各种尺寸的“大电芯革命”正在席卷储能行业，将引领行业走向何方？
储能大电芯发展史
众所周知，早期的储能市场一直和动力电池共用，锂电企业储能研发一般由动力电池团队在动力电池项目“闲暇”时来承担。
随着动力电池市场的竞争加剧，越来越多的企业开始转战储能市场以消化过剩锂电产能，客观上并不满足储能市场的“低成本、高安全、长寿命”的要求。
2020年宁德时代推出了规格为271Ah的磷酸铁锂电芯，主打长寿命，后升级为280Ah。
271Ah、280Ah主要是从电动客车240Ah电芯借鉴而来，在国内，280Ah之所以快速推广，离不开大项目的推动。
2021年，山东规划了国内首批GWh独立储能项目，全部采用280Ah电芯，拉开了大电芯在国内大规模应用的序幕。
当时行业唯有宁德时代一家企业供应280Ah电芯，让众多电池产商看到了其中的商机，紧锣密鼓加入此赛道，纷纷展开“平替”。
280Ah磷酸铁锂储能电池不仅仅是技术的进步，更代表了储能业的一次重大变革。与大电芯相伴的是液冷技术“异军突起”，液冷技术的成熟和市场占率不断提升，让20尺集装箱实现更大容量、更高密度提供了可能，以314Ah为主导的300Ah+电芯应运而生。
2023年 ，阳光电源联合上游电池厂商从去除冗余的角度将314Ah储能电芯定义为下一代主流产品。彼时，阳光电源对外表示，按照5MWh、20尺储能集装箱储能系统设计，在满足国标要求、同时超配量最小的情况下，推导出理想的单颗电芯容量恰好就是314Ah。
有业内人士表示，280Ah成为主流或许具有偶然性，314Ah成为主流是必然的。300Ah+从2023年开始量产，2024年以314Ah为主的300Ah+在国内已成为大储市场主流，逐渐也在走向海外市场，在工商业侧正在加速导入。SMM储能高级分析师叶明远介绍，截至2024年9月，300Ah+市占率已经超过50%，后续还会进一步攀升。
谁在定义第三代电芯？
按照行业主流应用电芯可划分为三代产品：第一代为280Ah产品，第二代以314Ah容量为代表，第三代即行业目前正在规划的500Ah+、600Ah+、700Ah+等产品。
由于电芯的标准化容易带来同质化，在目前统一的规格尺寸下，企业比拼的就是谁的品质更好、价格更便宜。各大厂家也试图跳出当前的竞争困局，纷纷提出了下一代的产品规划。
有观点认为，从企业的角度来讲，谁率先定义下一代更大容量的电芯，并率先实现量产，就能提供更高性价比的产品，进而拿到更多的市场份额。
根据《储能100人》统计，目前各大厂商规划的500Ah以上的电芯产品超过15款，分别有530、560、564、565、580、587、625、628、630、680、688、690、720、770、785、1130等多个型号。
综合各个厂家的背景，在第三代大容量电芯规格上，共有四类厂家在定义电芯的尺寸和容量。
以宁德时代为首的电池厂家，以阳光电源、中车株洲所为首的系统集成商；以远景、天合为首的全栈系统集成商，比亚迪则自成一派，对外只输出直流侧和交流侧系统，未公布其电池型号。
9月初的展会上，中车株洲所搞了一个大型“联谊”活动。一口气与14家产业链上下游企业举行了签约仪式，涉及电芯、温控和BMS/EMS三个细分领域。其中联合欣旺达、中创新航、蜂巢能源、国轩高科、兰钧新能源联合发布了688Ah大电芯。
在9月末的SNEC+ES展会期间，阳光电源则对外宣布，预判下一代的储能电芯将会确定在625Ah。
据《储能100人》了解，部分电池厂家为了保险起见采取兼顾策略，同时押宝了宁德时代、阳光电源、中车株洲所定义的部分型号。
制造工艺是否转向？
在过往的280Ah、314Ah+电芯，行业普遍采用的是卷绕工艺，在目前电池厂商推出的大电芯产品中，大部分转向了叠片工艺。
如果从性能角度出发，叠片工艺制作的电芯在能量密度、安全性和寿命等方面更具优势，具有更高的能量密度、更低的内阻、更好的热稳定性以及更长的循环寿命，能够充分利用电池的边角空间，而卷绕工艺在卷绕拐角处存在弧度，导致空间利用率较低。因此，在相同体积的电芯设计下，叠片电池的能量密度更高。
但叠片高成本和低效率限制了其广泛应用，设备投资较大，生产效率低，工艺的复杂性也使得其在质量控制上较为困难，容易产生不良品。而卷绕工艺则在生产效率和成本控制方面更具优势，工艺简单易操作，容易实现自动化，且每个电芯只需要进行一次分切，这使得其在质量控制方面相对容易，适合大规模生产。
总之，卷绕和叠片两种工艺原本都拥有自己的应用领域和优势，需要综合考虑多个因素，包括性能、效率、成本和适用范围等。因此，厂家在选择叠片或卷绕工艺时，需要根据具体应用场景的需求来权衡性能与成本之间的关系。
叠片工艺起步相对较晚，2018年逐渐引入动力电池制造中来。在叠片工艺走得比较靠前是比亚迪和蜂巢能源，比亚迪是叠片电池应用规模最大的一家，2020年重磅推出的刀片电池采用的即是大电芯高速叠片工艺。蜂巢能源同样倡导动力电池“从'卷时代'迈入'叠时代'”，逐渐明晰“短刀+叠片”的技术标签。
因软包电池制造特性，远景动力、孚能科技在叠片工艺方面也有深厚的积累。
蜂巢能源董事长兼CEO杨红新近日在接受媒体采访时坚定地认为，未来的储能产品必然是叠片，而热复合工艺将是叠片技术的核心演进方向。
蜂巢能源高速叠片技术三年间经历了三次迭代，从2019年0.6秒/片到2021年0.45秒/片再到2022年0.125秒/片，生产效率已得以极大提升。
下一代大电芯仍任重道远
当前，大容量电芯尺寸规格众多，像极了当年光伏组件的尺寸之争。2018年开始，光伏企业纷纷发布157mm、158.75mm、161mm、163mm、166mm、18Xmm、210mm等不同尺寸的硅片，从而让组件的标准化难题成为制约整个产业发展的关键因素，最终形成182与210两大阵营的长期对垒的局面。直到2023年7月，历时5年的尺寸之争最终在9大光伏行业龙头博弈下才达成共识走向统一。
如同光伏一样，电芯规格的多样化势必会造成整个产业链上下游成本上升，也让下游客户难以进行有效的质量把控，增加客户端的应用困扰，一旦一款电芯生命周期太短，储能系统的售后运维将得不到保障。
综合各方观点来看，未来储能时长逐渐从2h、4h走向6h乃至8h，大电芯是行业发展的必然趋势。但如果推进过程过于激进，反而不利于企业和行业的发展。
首先，大容量电芯并非简单地放大电芯容量，电芯容量增大后，电芯一致性和热失控带来的安全性难度增大。
中国科学院院士欧阳明高也曾经发言称：“一般认为磷酸铁锂电池是比较安全的。本质上对于小的磷酸铁锂电池的确如此，在一般情况下正极磷酸铁锂对小容量电池是不分解的，所以热失控不剧烈，但是大容量电池可以超过800度，这就超过了磷酸铁锂正极分解的温度。”
有业主表示，“电芯安全依然是重中之重。大家往往更关注电池安全极端测试，但根据项目经验来看，实际应用中电池一致性出问题的概率更高。”
以280Ah电芯为例，容量相差2%-3%还在客户的接受范围内，如果500Ah+、600Ah+电芯容量相差2%-3%，整个系统容量损失会随之放大。
其次，定义大电芯是一家企业产品定义能力和综合实力的体现，各个厂家的配方体系、制造工艺都有差异，500Ah+储能电芯无疑对厂商设计和制造能力提出更高的要求。另外一款新产品要想成功也需要配套厂家的协同，比如PCS厂家不可能根据每一款电芯去开发不同的产品。如果定义的产品踩错路线未能成为主流，不仅浪费投入导致投资无法回收，还会错过宝贵的发展时机。
与动力市场不同，储能市场尚未定型，大电芯的演进也在不断改变储能市场的原有格局。比如黑马海辰储能正是凭借280Ah电芯的及时卡位拿到“入场券”并一直占据出货量前五的位置。
根据InfoLink发布的2024上半年全球储能电芯出货报告，储能电池厂商座次排位再次发生变动，亿纬锂能出货量已攀升至全球第二、瑞浦兰钧和海辰储能分别前进一位位列第三、第四。
前十的中创新航和远景动力排名也在迅速提升。中创新航作为阳光电源的供应商拿下了在中东市场的7.8GWh电池独家订单，在扩大应用场景的同时，也实现了市占率、产品质量和性能的多重提升。而据远景动力鄂尔多斯基地负责人张阳介绍，远景动力鄂尔多斯储能工厂今年以来一直满产满销，八成以上出口海外市场。
以314Ah为主的300Ah+电芯之所以能快速替代280Ah，主要是沿用了280Ah的原有规格尺寸和工艺。500Ah以上的电芯如果在尺寸、工艺上有调整，从研发论证到量产应用仍需谨慎。哪一款电芯是否会成为新一代储能系统的主力产品？仍待市场和时间来检验。
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