全面解读锂电池储能电芯产业链现状

储能系统主要由电池、电池管理系统、变流器、温控和其他设备组成。储能系统产业链主要由上游的电池材料/配件、中游的电池/BMS/PCS/EMS下游的系统集成等环节组成。产业链上游主要由电池原材料与配件等构成，其中锂电池与动力电池产业链基本兼容;中游主要由电芯/电池模组/PCS等环节组成;下游主要为系统集成企业将集成后的储能系统，交付给终端客户。

根据应用场景不同，储能可以分为电源侧储能、电网侧储能、用户侧储能等。电源侧储能主要起到平滑新能源出力波动、调频等功能;电网侧储能主要提供系统备用、延缓输变电设备阻塞等:用户侧储能主要是提高电能质量、调频、参与需求侧响应等。储能电池Pack由电芯组成，电芯是电化学储能系统的关键器件，很大程度上决定了储能系统的安全、效率和成本。随着市场的成熟，储能系统在用户侧、电网侧、电源侧等各类场景的应用不断深化，储能电芯也日渐走向专业化深水区——即围绕更低度电成本、更长循环寿命、更高安全性能，电芯的设计研发、工艺选择和制造路径，都更加专属化，与动力电池的差异越发明显。目前，储能电池主要以磷酸铁锂电池为主。按照外形分类，储能电芯主要分为方形、圆柱和软包电池三类；

按容量划分，主要有20Ah、50Ah、100Ah、200Ah、280Ah等型号。

电源侧/电网侧储能、工商业储能方面，多采用200Ah以上大电芯产品: ①成本更低:相同容量下，电芯数量减少、PACK零部件减少，成本得到进一步优化。 ②大电芯在后端集成领域装配工艺简化度高。 ③BMS管理更容易:串并联电芯数量减少，BMS的数据采集和监控精度实现提升。户用储能及便携式储能、通信储能、小型工商业储能等方面，多采用10-100Ah电芯产品，方形为50Ah-100Ah为主，软包为30Ah-80Ah，大圆柱为10Ah-50Ah。主要是： ①小电芯产品推出时间早、成熟度高。 ②灵活性强:电芯单体容量小，能够提高电池与其他零部件的适配性和灵活性，模组形态和带电量也更加多样化。 ③优化放电效率:电芯数量多能够通过串联提升系统电压，降低电流，降低对系统的干扰程度，提升放电效率。

户储电芯趋势：圆柱成重要方向

目前，在户用储能领域、电芯仍然以50Ah、100Ah方形铝壳电池为主。但是，大圆柱电池成为户用储能电芯重要的方向。首先，大圆柱电池生产效率高，可以显著降低生产成本。圆柱电池是最早商业化的锂电池，生产工艺成熟，装配效率高于方形和软包电池。第二，圆柱可以降低热失控风险，提高安全性。大圆柱电芯，其弧形表面一定程度上限制电池之间热传递，即使在充分接触的情况下仍存在较大间隙，解决了方形、软包电芯的侧面传热问题。第三，更小的单体电芯容量，提高了电池适配性，模组形态、带电量更加多样，可以匹配不同带电量的户储及便携储能系统。第四，更小的单体电芯容量，适用于户储高压系统。当前，户用储能市场仍主要在海外。欧洲户储市场，尤其是北欧+德语区，正在经历低压向高压系统的产品迭代，提高电压平台以求降低电流，最终降低系统发热量，提高放电效率。电压平台升高，若要保证总的储能系统容量不变，则电芯需要更小的容量。低压平台的储能电芯多为100Ah，而高压平台逐渐向50Ah过渡。电芯单体容量更小，意味着需要串联更多的电芯，对电池厂商电芯产品的一致性和稳定性提出更高要求。

大储电芯趋势：“大”行其道

目前，大型储能电芯的一个突出趋势是朝着大容量方向发展。包括宁德时代、亿纬锂能、鹏辉能源、远景动力、瑞浦兰钧等在内的头部厂商，均在积极推出大容量、长循环电芯。储能电站规模越来越大，大电芯在电力储能应用领域的优势明显：首先是大电芯更容易获得高体积能量密度；其次是Pack端零部件使用量减少，有利于降低成本；三是集成领域装配工艺简化。目前，280Ah是大电芯的主流产品。该型号最早由宁德时代于2020年推出。得益于其在储能市场的龙头地位，下游系统集成商形成了以280Ah为标准的设计方案。为了撬动或拓展市场，其他厂电池商纷纷跟进280Ah。从需求端来看，280Ah大容量电芯的渗透率已经超过一半。部分业主对300Ah大电芯的关注度快速上升，华能、中国能建等业主方在其最新储能电池招标中均要求单体容量不低于280Ah。高工储能获悉，海辰储能320Ah储能电芯、国轩高科300Ah储能电芯等已经相继获得订单。从供给侧来看，国内已有海辰储能、天合储能、远景动力、鹏辉能源、瑞浦兰钧、海基新能源、亿纬锂能、楚能新能源、蜂巢智储、国轩高科、比亚迪等超10家电芯企业推出300Ah及以上电池产品。此外，基于储能运用场景，储能电芯还在循环次数、尺寸、制造工艺等持续“拉锯”，基于储能运用场景的专用电池“呼之欲出”。

容量向上量产比拼

亿纬储能自去年对外发布了560Ah储能电池---LF560K,电池容量为560Ah，两倍于LF280K，单电池能量达1.792kWh，电芯单体重量达10.95kg，被称为迄今为止容量最大的储能电芯。容量向上的同时，300Ah及以上容量电芯也陆续开启量产交付。除了亿纬锂能(560Ah，2024Q2)外，海辰储能（320Ah）、天合储能(306Ah)、远景动力（305Ah，315Ah）、鹏辉能源（320Ah）、海基新能源（375Ah）、瑞浦兰钧(320Ah 2023Q3)、楚能新能源、蜂巢智储(325Ah，2023H2)、国轩高科（300Ah）、比亚迪、南都电源(305Ah，2023)等十余家电芯企业已经相继发布300Ah及以上容量电芯产品。而储能大容量电芯量产竞速外，众多厂商在电芯性能进行了突破。远景动力315Ah产品在尺寸不变的基础上，较上一代产品能量密度提升了11%，实现“单颗电芯一度电”，同时循环寿命高达12000次，满足一天一次充放电25年安全可靠的运行要求。海辰储能320Ah新一代电力储能专用电池，在电芯成本，系统成本，整箱标配等多维度上更适配电力储能市场应用发展模式。鹏辉能源320Ah储能电芯，相较于前一代电芯产品，单体容量提升幅度14%，在同尺寸产品中系统能量提升14%，其循环寿命>8000次，使用寿命超20年。同时，在低温能力上表现优秀，可满足-40℃存储和-30℃放电。天合储能306Ah储能电芯以“三减一补一智造”的创新技术，实现12000次循环寿命的突破。作为280Ah的首创者和领先者，截止2023Q1宁德时代尚未发布新的300Ah及以上容量电芯产品，某种意义上来说，300Ah+的产品是电芯友商用来与宁德时代差异化竞争的产品。

叠片/卷绕之争

叠片工艺在300Ah以及以上容量电芯加速渗透。例如，亿纬储能推出的LF560K叠片电芯；蜂巢智储推出了325Ah储能叠片电芯；海基新能源推出的375Ah大容量储能电芯采用叠片式卷绕工艺；南都电源305Ah储能电芯采用四卷芯叠片工艺。据介绍，亿纬锂能3.0堆叠技术可实现0.2S/PCS的叠片速率，单台叠片设备产能1.3GWh。这使得后续储能电池超级工厂建设，单线产能达10GWh，工厂总产能40GWh。规模效益和技术创新推动降本，工厂单GWh投资额降低38%，能耗降低20%，人员投入减少30%。基于储能产品在更安全、更长循环寿命、更稳定、更低全生命周期成本等方面的核心诉求，蜂巢能源325Ah储能电池正是凭借 “飞叠”技术，并基于短刀电芯结构打造的。从技术分析来看，叠片技术全模切极耳数量变为两倍，可解决电子电导的集流问题叠片取代卷绕，单极片长度缩短100倍，电芯生产总良率提升3%。此外，叠片技术可实现系统简化，Pack零部件数量减少，生产效率提高，电池集成度提升。不过，亦有众多采用卷绕工艺生产超300Ah容量电芯的厂商。鹏辉能源发布的320Ah卷绕工艺储能电芯，在电芯升级方向进行了突破。鹏辉能源透露其采用了独家电解液设计配方和工艺，有效降低成膜内阻，并实现极耳结构仿真优化，卷芯空间利用率提升1%。可以预见的是，基于制造工艺，叠片、卷绕正在300Ah以上电芯形成竞争之势。

尺寸之论

值得一提的是，当前300Ah及以上容量储能电芯除了在容量、制造等实现差异外，尺寸上亦有参差。一派是沿用280Ah尺寸。比如海辰储能发布的320Ah的电芯仍然沿用了其280Ah电芯的“71173”的尺寸。南都电源、远景动力、鹏辉能源推出的容量在280Ah至320Ah范围内的方形储能电芯的尺寸长宽高亦与该尺寸接近。另一派则是自由尺寸。除了尺寸差异较大的比亚迪刀片电池外，不同的还有国轩高科的300Ah电芯、海基新能源推出的375Ah电芯。海基新能源公布的参数称，产品散热面积提升了106%，无需液冷设计，传统的强制风冷即可满足使用需求。业内人士指出，电芯尺寸的统一是由市场竞争形成。例如动力系中大圆柱电池也并非一蹴而就的，之所以能形成21700和46系等电池尺寸是因为被市场所选择，通过市场竞争所形成的。也有专家提出，尺寸不是由系统来定义，也不是又电芯厂来定义。假如某一款电芯搭载的系统能够做到成本降低显著，那么该尺寸必将成为主流。现如今的情况是，系统集成商为了不相上下的成本优势，向其他尺寸电芯变更的可能性不大。亦有系统集成商表示，即便是280Ah与300Ah同尺寸，整个系统是需要重新设计的。当前除了比亚迪刀片电池，利用自身系统搭载自身电芯产品，不对外售出储能电池外；其余绝大部分电芯厂家仍是以电芯出货为主要业务。不过电芯厂家普遍反馈，使用300Ah及更大容量储能电芯，可使20尺液冷集装箱升级至5MWh+柜体，系统成本降低10%以上，同时5MWh+柜体可降低系统项目超10%的集装箱量。

长寿命

储能电池更长的循环寿命，就意味着更低的全生命周期度电成本。数据显示，当储能电池循环寿命提升到10000次，储能成本将降至1000元/ kWh以下，扣除充放电损耗和折旧，度电成本将低于0.16元。显而易见的是，电池使用寿命的增加，可以带来储能系统在全生命周期度电成本的降低。正是围绕于市场的核心需求点，储能电池企业都在加大投入开发循环寿命更长的电芯，不少企业已经开发出循环寿命10000次甚至12000次的储能电芯。比如海辰储能、远景动力、楚能新能源、天合储能和南都电源相继推出了12000次循环寿命的储能产品。业内人士分析，储能若实现长循环18000次，一天两次循环的情况下可用25年，与光伏同寿命。比如亿纬锂能LF560K储能电芯，便致力于电芯和系统成本双降。亿纬锂能对外表示，LF560K配套储能电站后，运营成本较常规的抽水蓄能电站更低，可满足储能市场大规模、高经济性需求。面向快速向前的储能产业，大幅提高电芯寿命已成为行业重要发展方向。

储能电芯行业专题报告：电芯专用化趋势明显，中国企业加速崛起（摘要）