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作者 |  蒋波

编辑   |  杨亦

新型储能领域的技术迭代的速度远远超过人们的想象。

当电芯容量大型化成为确定性发展趋势后，各电芯厂商纷纷竞逐这一方向，从 300Ah 到 314Ah，再到 375Ah，可谓百花齐放。亿纬储能是储能电芯大型化方面的领军企业，去年 4 月刚刚推出 560Ah 电芯；今年 1 月，又推出了 628Ah 电芯，成为目前单体容量最大的电芯，该款产品将于今年年底量产。

华夏能源网与亿纬储能解决方案中心高级经理刘石磊聊了聊，围绕行业聚焦的容量标准、安全问题、创新出路等问题提出了亿纬的思考。

产品创新也要立足实际

单体电芯容量的边界到底在哪里？

储能电芯容量从 280Ah 迈向 300Ah+，甚至是更高，对于这种现象，刘石磊表示，这并不是简单地多卷两层或尺寸做大，而是要基于产品的实际应用场景需求，是一个从技术创新、生产工艺创新、制造效率提升等方方面面的迭代和升级过程，需要给客户带来产品性能提升、成本下降等实实在在的好处，难度也不言而喻。高达 628Ah 容量的电芯问世，将电芯容量边界进一步扩大，为行业也树立了一个标杆。

为了提升能量密度，近期以来，行业内锂电材料创新不断，磷酸锰锂、高镍、硅基、预锂化等等新技术、新材料层出不穷。刘石磊认为，厂商对在新材料的应用上，要充分考虑创新材料性能与其具体应用场景的符合度。

" 我们认为，磷酸铁锂搭配石墨的大叠片电池，在一定的时间内仍然是电化学储能的最优解。" 刘石磊对华夏能源网表示。

在提升电芯容量的选择上，当前也有两种路线，一种是基于当前 280Ah 电芯的尺寸规格，不断提高材料压实密度、减薄集流体和隔膜等方案上探电芯容量；另一种是打破原有尺寸规则，从系统层级分解到更优的电芯尺寸，提高电芯容量的同时也可简化系统的方案设计，电芯容量因此更加多样化。亿纬储能的 Mr. Big 628Ah 电芯便采用了第二种路线，提高电芯性能的同时，让系统设计更简捷。

综合上述各种因素，同时极大限度地将电芯容量提升到最佳，亿纬储能认为 628Ah 是当前最优解。

容量和尺寸规格会否归于一统？

刘石磊认为，电芯厂商专注于大容量电芯研发的重要目的，是为了满足大容量电站的需求。

刘石磊介绍，在当前能源转型和构建新型电力系统的大背景下，储能是作为新能源接入消纳的关键备受关注。最近几年，新能源一直处于高增长状态，预计到 2030 年，全球光伏风电累计装机将达到 5436GW，对应储能装机将会达到 1420GWh。

随着储能需求的增长，储能电站的单站规模也从最初的几十 MWh 发展到百 MWh，如今又进入 GWh 级别，后期还会发展到十 GWh 的量级。电芯容量大型化也正是为了适应这一发展趋势。

电芯厂商竞相研发大电芯的另一个重要目的是降本增效。据刘石磊介绍，投入相同的人力、能耗，在原材料稍微增加的情况下，大电芯的尺寸和容量提升能够有效减少 PACK 所需零部件数量，降低产品的单位成本，同时能够简化后续集成、装配工艺流程，节约设备与人力，形成价格优势。

华夏能源网注意到，在当前，300Ah+ 大容量电芯百花齐放，有 300Ah、306Ah、314Ah、320Ah、325Ah、340Ah、375Ah 等多种规格，几乎每个电芯厂商都有自己独有的容量和尺寸规格。

目前在大电芯产品上尚未形成相对统一的行业标准。对于这一阶段的容量和尺寸规格 " 各自为战 " 的现象，刘石磊总结了三大原因：

首先是工艺路线的不同。各家的生产工艺不同，有的倾向卷绕工艺，有的对叠片有较深经验的积累；且不同工艺路线对应的有设计极限，比如卷绕工艺限制于卷针尺寸、电流集流、极耳错位等原因不太适合做 Mr. Big 628Ah 这种大尺寸大容量产品，亿纬的第三代高速叠片技术则很好地解决了这些问题，可实现大容量与高效率的双重提升。

其次是系统设计方案不同：PACK 的设计，会影响内部电芯的布置，进而影响电芯的尺寸设计；系统电量的配置会影响总体串并联的设计方案，进而影响单体电芯的容量，并不是越大越好，也要考虑整体储能电站的规模大小、与 PCS 的匹配等因素，由 Mr. Big 628Ah 集成的 5MWh 标准储能系统则可灵活满足各大储能电站需求，广泛适配主流 PCS。

最后是创新趋势的推动。为了寻找差异化，增强市场竞争力，电芯厂商对大电芯进行了各方面的创新，这也造成了电芯容量规格的多样化。创新趋势刚刚掀起，还没有形成公认的标准化型号。

未来，市场上的不同容量规格的电芯能否做到统一？刘石磊认为还需要一定时间的积累。亿纬选择这一尺寸和容量是基于系统层级向下的分解，同步考虑与现有系统方案保持高度兼容性，基于 60GWh 超级工厂，能够有效支撑电芯和系统层级的迭代。作为行业率先发布大电芯的电池供应商，亿纬将会发挥自身领先优势，通过技术优势、产品质量与制造实力，助推行业标准化建设与高质量发展，加速能源绿色转型。

能量与安全如何平衡？

大容量电芯带来高能量，容量越大的电池，其储存的能量就越多，如果这些能量在极短的时间内释放出来，破坏性也就越大，安全风险越大。因此大电芯对厂商的挑战在于，如何能够兼顾高能量和高安全。

储能电芯事故主要来自热失控。电芯在工作时，其本体内各部分的温度是不同的，电芯容量越大，内外温差越大，越容易发生热失控。

亿纬储能在如何解决温度均匀问题上也做出了诸多探索。" 最后还是刘欣慈的科幻小说《三体》给了我们灵感。" 刘石磊向华夏能源网表示。

在《三体》这部科幻小说中，出现的名为 " 二向箔 " 的武器，会引发三维空间向二维空间的塌陷。基于这种科幻想象的启发，亿纬储能也在电芯中融入类似 " 二向箔 " 装置，将电池充放电过程中三维空间的热扩散引发为二维空间的热传导，从而成功解决了大容量电池的散热难题，同时提高了电芯的能效。

据介绍，搭载 3T 技术的 Mr. Big 628Ah 电芯本体的温差由 8 ℃降低至 1.5 ℃。

另外，亿纬储能对 628Ah 电芯的隔膜也进行了加厚处理，远远超过当前同类产品。同时，隔膜还使用了一种特殊的涂层，可以在电芯正负极之间形成较好的热关断效应。当温度达到临界值，涂层颗粒就会熔融，切断锂离子的穿梭通道，有效抑制电芯内容热失控反应，隔断安全隐患。

在提升了安全的基础上，亿纬储能又在提高能效上下了功夫。

亿纬储能与武汉大学杨汉西教授合作，基于电化学原理，创建了电化学集流模型；以电流密度均匀，电势分布均匀为输出，不断优化集流体的厚度、极耳的位置、极耳的形状和尺寸等集流设计，经过大量的仿真计算和试验，终于找到了那个拥有 " 黄金分割点 " 的完美位置和尺寸，打通了电子的高速公路。Mr. Big 628Ah 电芯能效高达 96%，基于 628Ah 电芯的 Mr. Giant 5MWh 系统的能效高达 95%。

集流技术与电池及系统的能效密切相关。以百兆瓦时电站测算，能效提升 1%，客户在全生命周期内的运营效益将提升 360 万元。

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