4月11日,南都電源重磅發(fā)布690Ah超大容量儲能專用電池。這是南都電源在鋰電儲能大電池時代,突破當(dāng)前280/314Ah電池尺寸規(guī)格,將單體電池容量大幅提升的重要技術(shù)升級。
新品儲能電池基于690Ah尺寸規(guī)格,可兼容650Ah至750Ah的容量。搭載該款電池的20尺儲能系統(tǒng)容量可達6MWh。
一系列關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新,使南都690Ah電池?fù)碛?0年超長壽命,體積能量密度達380-440Wh/L,循環(huán)壽命高達15000次,單體能量超過2度電,能量效率超96%,同時實現(xiàn)了系統(tǒng)五年“零”衰減。
五年“零”衰減實現(xiàn)儲能系統(tǒng)降本增效
儲能企業(yè)紛紛推出大電池的背后,最核心目的仍是進一步降本。由于電池容量變得更大,系統(tǒng)集成時使用的電池數(shù)量和零部件數(shù)量更少、效率更高。
相較于行業(yè)普遍的280/314Ah電池方案,南都690Ah超大儲能電池在電芯、系統(tǒng)、制造三個維度實現(xiàn)降本增效,提高了儲能項目的整體收益。
在電池層面,南都690Ah超大儲能電池的電池殼、箔材等結(jié)構(gòu)件數(shù)量可減少50%,疊片效率提升150%;從系統(tǒng)設(shè)計角度出發(fā),由于電池串并聯(lián)數(shù)量大幅減少,可減少50%的系統(tǒng)電氣連接部件。
相較于280Ah電池方案,南都690Ah電池實現(xiàn)了電池層級綜合成本降低10%以上,PACK和系統(tǒng)層級降本超過25%,集成效率提高75%,制造效率提升22%。
“這種化繁為簡的設(shè)計,使得電池管理更簡易,系統(tǒng)維護成本也會相應(yīng)大幅降低。”南都電源副總裁、總工程師相佳媛說。
此外,儲能系統(tǒng)成本中電池占比非常高,電池衰減成本也成為投資方的一大痛點。
南都690Ah超大儲能電池采用低膨脹低鋰耗負(fù)極、高溫極致穩(wěn)定電解液和固態(tài)電解質(zhì)技術(shù),穩(wěn)固陽極界面、均勻鋰離子分布,解決了電池陽極坍塌和鋰枝晶難題,同時以正負(fù)極雙重補鋰技術(shù),全生命周期補償鋰損失,保證了儲能系統(tǒng)五年“零”衰減。
超大電池的安全如何保障?
電池越大,產(chǎn)熱量就越大,熱失控的風(fēng)險也隨之增加,這無疑對電池本征安全提出了更嚴(yán)苛的要求。
南都電源從電池材料入手,利用固態(tài)電解質(zhì)構(gòu)筑準(zhǔn)固態(tài)導(dǎo)鋰界面,電解液用量降低30%,可燃性組份更少,熱失控后內(nèi)部溫度大幅降低。與此同時,公司突破了鹵化物電解質(zhì)關(guān)鍵材料技術(shù),離子電導(dǎo)率接近10-3S/cm,解決了固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電率差的問題。
相確保電池安全性,南都電源從電化學(xué)體系、結(jié)構(gòu)和工藝多方面進行設(shè)計優(yōu)化。通過SNS低產(chǎn)熱技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用,在690Ah電池能量較280Ah提升140%的情況下,電池0.5P充放電溫升小于4℃,熱失控后最高溫度下降50℃。
實現(xiàn)更優(yōu)循環(huán)性能
在安全的基礎(chǔ)上,南都電源又在電池循環(huán)壽命提升上尋求突破。南都690Ah電池以高溫極致穩(wěn)定電解液抑制高溫副反應(yīng),電極界面更為穩(wěn)固,從而達到長循環(huán)的目的。
針對長循環(huán)關(guān)鍵技術(shù)難題,南都690Ah電池以“超低膨脹系數(shù)、低鋰耗人造石墨技術(shù)”和“雙重補鋰技術(shù)”,解決了負(fù)極膨脹問題和鋰損耗問題。
南都電源自主研發(fā)的“超低膨脹系數(shù)、低鋰耗人造石墨技術(shù)”,能使鋰離子優(yōu)先嵌入結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的石墨,有效降低脫嵌鋰引起的石墨膨脹,膨脹率減少20%,提升了材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
電池中鋰離子的損耗會直接影響鋰電池壽命,安全、高效的補鋰技術(shù)就非常關(guān)鍵。南都電源采用正極和負(fù)極的雙重補鋰技術(shù),精準(zhǔn)補償電池全生命周期的鋰損失,并實現(xiàn)循環(huán)過程中鋰離子的可控緩釋,提高了電池循環(huán)性能和能量密度。
南都電源電池研發(fā)部負(fù)責(zé)人茆志友說:“通俗點講,超低膨脹系數(shù)、低鋰耗人造石墨技術(shù)是增強電池自身‘免疫力’,從而達到較低的鋰損耗;雙重補鋰技術(shù)是‘提前補充能量’。經(jīng)驗證,兩種技術(shù)均顯著提高了南都690Ah電池的循環(huán)性能,實現(xiàn)了萬次循環(huán)壽命。
長短時儲能全覆蓋
為提升可再生能源利用率,實現(xiàn)GWh甚至TWh級別的單體儲能,全球?qū)﹂L時儲能的需求非常迫切,但受成本、技術(shù)等多重因素制約,目前市場上大部分儲能項目時長都在2-4小時。
南都690Ah超大儲能電池不僅能滿足應(yīng)急調(diào)頻、用戶側(cè)應(yīng)急使用等短時儲能需要,也可以滿足電網(wǎng)調(diào)峰、補充用電缺口等長時儲能的需求,實現(xiàn)1至8小時儲能場景的全覆蓋應(yīng)用。
此外, 690Ah電池還解決了長時儲能系統(tǒng)成本高、效率低的痛點。“從材料性能與具體應(yīng)用場景符合度的角度考慮,大電池鋰電儲能系統(tǒng)在未來一段時間內(nèi),將是電化學(xué)儲能的理想方案。”相佳媛說。
目前,南都690Ah超大容量儲能專用電池已通過短路、過充、擠壓、針刺、跌落等檢測實驗,獲得UL9540A、GB/T36276、UL1973、IEC62619、UN38.3等多項安全認(rèn)證,將于2024年9月全球交付。