4月9日下午，寧德時(shí)代發(fā)布全球首款5年零衰減且可大規(guī)模量產(chǎn)的儲(chǔ)能系統(tǒng)——天恒集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)。據(jù)介紹，天恒儲(chǔ)能系統(tǒng)采用寧德時(shí)代L系列的長(zhǎng)壽命電芯，能量密度可達(dá)430 Wh/L。該儲(chǔ)能系統(tǒng)擁有6.25兆瓦時(shí)高能量，創(chuàng)下了20尺集裝箱內(nèi)行業(yè)最高能量水平的記錄，是全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)5年容量與功率雙零衰減的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

能量密度達(dá)430wh/L

儲(chǔ)能技術(shù)是一種能夠存儲(chǔ)和釋放能量的技術(shù)。它可以在用電低谷時(shí)將電能儲(chǔ)存起來(lái)，并于需要時(shí)釋放。隨著全球能源結(jié)構(gòu)加快調(diào)整，發(fā)展儲(chǔ)能對(duì)于消納新能源、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性、提升能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力等具有重要支撐作用。

小身量、大容量是天恒儲(chǔ)能系統(tǒng)的一大亮點(diǎn)。發(fā)布會(huì)上，寧德時(shí)代儲(chǔ)能事業(yè)部CTO、儲(chǔ)能歐洲業(yè)務(wù)部總裁許金梅介紹，天恒儲(chǔ)能系統(tǒng)采用寧德時(shí)代L系列的長(zhǎng)壽命電芯，能量密度可達(dá)430 Wh/L。在標(biāo)準(zhǔn)20尺集裝箱內(nèi)，該儲(chǔ)能系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)6.25兆瓦時(shí)級(jí)的高能量，單位面積能量密度提升30%，整站占地面積減少20%。

電芯容量的提升帶來(lái)了單艙更大的能量密度，但是也隨之對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性帶來(lái)了更高的挑戰(zhàn)，這要求廠商在尺寸限制、容量追求和安全保障三方面達(dá)到平衡。許金梅表示，儲(chǔ)能是非常復(fù)雜的系統(tǒng)，從電芯、電箱，到集成整體電池艙系統(tǒng)，再到電站，一旦某個(gè)層級(jí)出現(xiàn)安全問(wèn)題，就會(huì)層層累加，，到最后會(huì)形成巨大的隱患和災(zāi)難。

“儲(chǔ)能安全只有零事故和災(zāi)難兩個(gè)方向。”許金梅指出，經(jīng)過(guò)多年驗(yàn)證，行業(yè)已公認(rèn)磷酸鐵鋰電池的安全性，但材料體系的安全并不能完全保證儲(chǔ)能系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成以及最后運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)的全鏈路安全。

為確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全，寧德時(shí)代基于技術(shù)開發(fā)、測(cè)試驗(yàn)證、運(yùn)行監(jiān)控、安全失效分析的完整循環(huán)建立了儲(chǔ)能專用質(zhì)量管理體系。該體系基于應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定不同安全目標(biāo)，而后根據(jù)目標(biāo)開發(fā)相應(yīng)的安全技術(shù)。為確保技術(shù)的有效性，寧德時(shí)代搭建安全實(shí)證平臺(tái)，模擬不同電網(wǎng)場(chǎng)景和運(yùn)行環(huán)境的儲(chǔ)能系統(tǒng)安全實(shí)證。在項(xiàng)目投運(yùn)后，寧德時(shí)代通過(guò)AI風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和智能預(yù)警不斷地監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，利用PSA模型量化儲(chǔ)能產(chǎn)品全生命周期失效概率，從而驗(yàn)證安全設(shè)計(jì)目標(biāo)并持續(xù)更新。

天恒儲(chǔ)能系統(tǒng)電芯單體失效率做到了行業(yè)領(lǐng)先的PPB（十億分之一）等級(jí)，延展到全生命周期全鏈條的運(yùn)行，可以有效降低運(yùn)營(yíng)成本，帶來(lái)全生命周期IRR的顯著提升。

容量、功率5年“零衰減”

容量、功率5年“零衰減”是天恒儲(chǔ)能系統(tǒng)另一亮點(diǎn)。記者了解到，零衰減通常指電池在經(jīng)過(guò)多次充放電循環(huán)后，其容量仍然能夠保持在初始狀態(tài)，沒(méi)有發(fā)生衰減。

業(yè)內(nèi)專家告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者，要實(shí)現(xiàn)零衰減技術(shù)需要在兩個(gè)方面進(jìn)行革新。一方面，通過(guò)調(diào)整材料工藝，如改善材料的壓實(shí)密度，優(yōu)化電池材料（正負(fù)極、隔膜、電解液）的放電比容量、充放電效率、孔隙比、振實(shí)密度、粒度、比表面積等指標(biāo)。另一方面，采用更多的電化學(xué)活性物質(zhì)，并通過(guò)補(bǔ)鋰、預(yù)鋰、摻雜包覆等方式進(jìn)行突破創(chuàng)新，以確保電池在充放電循環(huán)時(shí)優(yōu)先消耗多余的活性物質(zhì)，保證其容量不發(fā)生衰減。而從產(chǎn)業(yè)化的角度來(lái)看，該技術(shù)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求很高，制造設(shè)備需要具備更高的真空度等。

許金梅介紹，早在2020年，寧德時(shí)代就已研發(fā)出3年零衰減的長(zhǎng)壽命電芯，循環(huán)壽命達(dá)到12000次以上。該電芯在其位于福建晉江的儲(chǔ)能項(xiàng)目上成功落地，投運(yùn)三年以來(lái)始終保持額定容量，年利用率維持98%以上。

而此次發(fā)布的天恒儲(chǔ)能系統(tǒng)采用仿生SEI和自組裝電解液技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5年功率和容量零衰減、輔機(jī)功耗全生命周期可控且不增長(zhǎng)。同時(shí)，憑借領(lǐng)先的極限制造能力，成功解決了“零衰減”電池中鋰金屬高度活性的難題，有效遏制了氧化反應(yīng)引發(fā)的熱失控現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。此外，天恒儲(chǔ)能系統(tǒng)鋰電池壽命還可實(shí)現(xiàn)15000次實(shí)驗(yàn)室循環(huán)。

“容量5年零衰減是長(zhǎng)壽命鋰電池的一個(gè)里程碑，對(duì)致力于滿足新型電力系統(tǒng)需求的儲(chǔ)能電站而言，至關(guān)重要。”許金梅說(shuō)。

據(jù)了解，目前，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)已成為寧德時(shí)代除動(dòng)力電池系統(tǒng)外的第二大營(yíng)收來(lái)源。寧德時(shí)代2023年年度報(bào)告顯示，2023年，寧德時(shí)代儲(chǔ)能電池系統(tǒng)銷量69GWh，同比增長(zhǎng)46.81%；儲(chǔ)能電池系統(tǒng)營(yíng)收達(dá)599億元，同比增長(zhǎng)33.17%，約占總營(yíng)收的15%。韓國(guó)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)SNE Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，寧德時(shí)代全球儲(chǔ)能電池出貨量市場(chǎng)份額達(dá)到40%，連續(xù)三年位居全球第一，儲(chǔ)能業(yè)務(wù)已經(jīng)成為寧德時(shí)代的第二增長(zhǎng)曲線。