宁德时代314Ah电芯催化“300Ah+ ”趋势

摘要

“300Ah+”储能电芯的安全性难题正在倒逼电芯企业加速进行安全升级。

今年上半年迎来“300Ah+”储能电芯的高潮。彼时，宁德时代并未急切披露涉足300Ah+储能电芯的迹象。

然而在最近，继6月14-16日亮相于国际电池储能技术博览会 (EES Europe)的搭载的306Ah储能电芯的EnerC Plus，宁德时代再次密集官宣搭载314Ah储能电芯的EnerD量产交付。

宁德时代官方解释，此次最新产品的量产交付，是其又一次通过技术创新，引领储能系统的发展，为能源储存领域带来新的突破。

宁德时代314Ah电芯催化“300Ah+“趋势

据悉，宁德时代EnerD系列产品采用了其储能专用314Ah电芯，并配备CTP液冷3.0高效成组技术，优化电芯的成组结构和导电连接结构，同时在设计和制造过程采用更加模块化和标准化的设计，实现20尺单舱电量从3.354MWh提升到了5.0MWh，相比于上一代产品，全新EnerD系列液冷储能预制舱的占地面积节约20%以上，施工工程量减少15%，调试运维成本下降10%，并且在能量密度和性能方面也得到显著提升。

EnerD系列产品采用了行业首创的BMS热失控报警与消防系统联动技术，精简了消防系统整体架构，解决了传统电池包多探测器、多电池阀消防方案带来的可靠性差、成本高问题。截至目前，宁德时代的电芯、电箱、电池簇均已取得GB/T36276权威认证。

在历时一年的开发及测试验证中，EnerD系列产品经过电芯80+项、电池模块30+项、集装箱层级50+项的安全测试。

测试结果显示，EnerD系列产品具备更强悍的环境适应能力，可在高海拔、高寒地区实现设备的正常运行——在4000m海拔内EnerD系列产品依然能保持额定功率输出，最高可在5000m海拔的区域，-40℃的低温环境下实现正常运行，产品性能领先全行业。

此外，为灵活适应储能多种应用场景，EnerD系列产品还具备多种PCS路线与构网型储能项目的适配性，可满足新型电力系统的多样化需求。

目前，基于储能不同应用场景，宁德时代已针对性推出了多款具备高充放电效率、长寿命、高集成和高安全特点的储能电池系统解决方案。

除了宁德时代，市面上实现量产的300Ah及以上容量的储能电芯，主要有国轩高科300Ah、远景动力的305Ah等,且已经在海内外项目运用。

据悉，从2019年开始，远景动力就已推出首款储能专用电芯，是最早实现300Ah+电芯大规模量产的企业，并在今年4月推出行业首款315Ah储能专用电芯。

远景动力储能业务在2022年取得了超过5倍的增长，储能产品交付中国、英国和美国等全球主要市场，储能电池出货量排名位居2022年全球市场前十。其中，今年4月远景动力发布的315Ah储能专用电芯，较其2021年推出的305Ah储能专用电芯，能量密度再次提升11%，并实现“单颗电芯一度电（1008Wh）”；循环寿命高达12000次，一天一次充放电可满足25年安全可靠运行的要求。截至2023年上半年，远景动力在手储能电池订单超过70GWh。

另一家300+储能电芯企业量产企业则是国轩高科。自2014年开始布局储能业务以来，国轩高科近年来加速竞逐储能赛道，多线布局海内外储能市场。国轩高科针对储能赛道开发了300Ah专用电芯，加速储能市场竞速。国轩高科2022上半年业绩报告显示，其储能电池业务已占整体营收的14.8%。

据高工储能不完全统计，已经有宁德时代306Ah、314Ah；海辰储能300Ah、320Ah；天合储能 306Ah；瑞浦兰钧320Ah；兰钧新能源 314Ah ;鹏辉能源320Ah；蜂巢能源 325Ah；远东电池 305Ah；兰钧新能源 314Ah；中创新航305Ah、314Ah；国轩高科300Ah；赣锋锂电 314Ah；楚能新能源 306Ah、314Ah、320Ah；昆宇电源305Ah、升级版305Ah；亿纬锂能560Ah；雄韬股份580Ah；欣旺达314Ah；双登集团315Ah；远景动力305Ah/315Ah；海基新能源375Ah；南都电源 305Ah；春兰电池310Ah等近20家电芯厂、超25款300Ah及以上容量电池问世。

高工产业研究院（GGII）2023年5月整理

高工产业研究院（GGII）统计数据显示，截至2022年底280Ah产品在国内电力储能项目渗透率已达80%以上。2023年下半年开始，大部分企业将实现300Ah+大容量电芯量产交付。比如瑞浦兰钧宣布Q3将量产其320Ah问顶电池。

300Ah+大容量电芯倒逼安全升维

值得注意的是，中国科学院院士欧阳明高在今年上半年某会议上提及“300Ah+”磷酸铁锂储能电芯在本征安全方面，实际是比较危险的。

欧阳明高院士指出，一般认为磷酸铁锂电池是比较安全的，指的是小容量磷酸铁锂电池。但是大容量电池像320Ah电池，内部温度可以超过800度，超过了磷酸铁锂正极分解的温度。

“300Ah+”储能电芯的安全性难题正在倒逼电芯企业加速进行安全升级。宁德时代从电芯本征安全、电气安全、热安全、消防安全四个层级，整体提升EnerD系列产品的安全。

在2023高工储能产业峰会上，宁德时代总工程师许金梅表示，储能系统存在子系统多、应用场景新、客户明确需求少、开发周期短、测试验证少、过程无场站级系统联调等特点，对电池的应用和系统设计提出了更高安全要求。

然而，对标汽车产品V模型开发流程，储能产品开发各环节普遍存在不完善，如：系统设计、测试验证、大规模制造、运输安装、运行使用等。因此，宁德时代从开发全流程全面提升储能产品安全。

在设计环节，宁德时代依据“V”模型，通过QFD展开，针对储能电池系统及子系统的全生命周期场景进行分析，并针对安全场景进行失效模式分析、安全防护设，如高压绝缘、冷凝水、热扩散、电热耦合等。

在测试环节，宁德时代300+产品测试验证项目，从多级、多维、标准等几个方面加强测试。多级指的是从材料、电芯、模组、BMS、电池系统等展开测试验证；而多 维指的是从机械、电性能、安全和可靠性等展开验证、测试；而宁德时代300+产品均获得GB/T、ISO、IEC、UN、UL等标准。储能系统经过了电芯到电箱到电池簇再到集装箱等多等层级的测试, 更进一步的是跟PCS和EMS的联调。

在许金梅看来，电芯单体缺陷率DPPm到DPPb的变化，1DPPm相当于1.1次失效/GWh；1DPPb相当于1.1次失效/TWh。那么，在大规模制造环节，宁德时代实现产线可进化、品质大提升、数据全追溯。

而在运输调试环节，宁德时代的系统结构安全通常会对振动、冲击、地震、飓风等进行结构安全仿真，集装箱框架进行船级社测试验证；常见振动冲击工况，通过不同道路路谱采集转化图谱，输入仿真验证结构强度。

在使用环节，宁德时代储能电池系统的电压1500V，系统的IP防护设计及防冷凝水，老化等显得极为重要。其中防冷凝水设计覆盖全流程，多级治理，可实现“一站一策略” 。

宁德时代基于上述“安全策略”，率先实现了300Ah+储能电芯的量产交付。但“300Ah+”大容量电芯的安全问题，仍是其他二三线品牌急需解决的难题。

高工储能分析认为，未来谁能够快速获得300Ah+储能电芯的“安全秘钥”，将快速成为此赛道佼佼者。

300Ah+行业“共同步伐”背后

时至今日，中国储能电池企业已经几乎集体性走向了 “300Ah+”布局。但基于“300Ah+”的发展趋势，其实早有“端倪”。

早在2022年，美国本土坚守磷酸铁锂技术路线的系统集成商POWIN曾在当年高工储能年会上公布了其寻找电池供应商的条件：第一，POWIN对电芯容量要求大致为280Ah-310Ah,电芯尺寸不变，采用方形卷绕铝壳。对电芯的供应商要求，质量要求摆在第一位，希望电芯和模组能够同步提供。第二，考虑成本、供应量，还有公司资金和电池资质等必须达到POWIN要求。第三，POWIN愿与供应商一同成长，共同开发美国市场。

POWIN2022年发布的电池供应商要求来看，其关注首要是电池质量，其次是电池成本、产能等，并开始接触300Ah+储能电芯。

一定程度上来说，未来储能电芯领域仍是基于质量之争。而对于300Ah+电芯来说，需要通过不断技术革新加速解决欧阳明高院士指出的热失控过程中的几个难点，形成质量过硬的储能电芯。

所以，储能领域应该关注如何解决难点本身，如何提升解决热失控等核心问题。

天合储能的储能产品研究院院长杨凯博士表示，储能电芯安全争锋的焦点仍是大电芯高温问题，但从未来的市场需求来看，大电芯仍会是主流。欧阳院士提的很有道理，但仍要基于前提条件，整个系统要怎样去解决热失控、散热问题。

“储能电芯做大是一个趋势，但储能电芯容量是不是越大越好，首先要保证产品生产的高效率与低成本。”远景动力铁锂电芯开发总监徐永刚曾对外表示，制造储能电芯，要综合考虑制造成本、生产效率和制造能力等多个因素，“电芯越大，安全、良率、成本会有影响，容量做大，要兼顾全生命周期成本、安全、循环、系统兼容性等去‘定义’储能专用电芯。”

对300Ah及以上容量储能电池厂商来说，技术进步才是产业繁荣之本。高工产业研究院（GGII）据此预测，针对储能电池散热性方面的重视，可能会迎来较好散热性的叠片工艺的加快渗透。

如今，以宁德时代量产为标志，电芯企业“300Ah+”量产已呈现快速上马之势。高工储能亦认为，300+储能电芯的渗透率将会在高安全的基础上快速上升。

审核编辑：刘清