儲(chǔ)能系統(tǒng)部署加快,推動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)成為電池廠商的新戰(zhàn)場(chǎng)。無(wú)論是作為電動(dòng)汽車市場(chǎng)的多元化延伸,還是作為專門的發(fā)展領(lǐng)域,儲(chǔ)能系統(tǒng)在未來(lái)十年都是一個(gè)誘人的商機(jī)。對(duì)此,伍德麥肯茲儲(chǔ)能市場(chǎng)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布儲(chǔ)能技術(shù)趨勢(shì)系列報(bào)告Energy Storage Technology trends 2023(每季度發(fā)布),著重探討儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)如何推動(dòng)鋰離子電池部件和設(shè)計(jì)的發(fā)展。
技術(shù)、市場(chǎng)、生產(chǎn)和政策因素推動(dòng)鋰離子電池市場(chǎng)格局快速變化。隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)加快普及,儲(chǔ)能系統(tǒng)電池的特殊性能要求與電動(dòng)汽車電池的性能需求的差異性越來(lái)越大。
電動(dòng)汽車電池的側(cè)重點(diǎn)是提高能量密度,以提高續(xù)航里程,減少充電時(shí)間;而儲(chǔ)能系統(tǒng)電池的側(cè)重點(diǎn)是成本、耐用性和儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。固定式儲(chǔ)能需要在價(jià)格上與傳統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),所用電池要求需要三倍于電動(dòng)汽車電池的壽命——達(dá)到1萬(wàn)次充電循環(huán)。此外,儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)于儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的需求也在增加。
政策也會(huì)影響電池市場(chǎng)的分化。美國(guó)《降低通貨膨脹法》針對(duì)本地化生產(chǎn)水平40%以上(到2029年提高至55%)的儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目予以10%的額外投資稅優(yōu)惠。相比之下,電動(dòng)汽車電池對(duì)關(guān)鍵礦物的來(lái)源要求更嚴(yán)苛,而且還有追溯性要求。
這將增加生產(chǎn)成本,從而推動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)電池供應(yīng)的獨(dú)立,以避免儲(chǔ)能系統(tǒng)電池價(jià)格無(wú)謂上漲。
先進(jìn)的硅基鋰金屬負(fù)極技術(shù)和全固態(tài)電池等新技術(shù)的一個(gè)重要目標(biāo)都是提高能量密度。因此,它們會(huì)優(yōu)先考慮電動(dòng)汽車和消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)。
相比之下,儲(chǔ)能應(yīng)用的電池在發(fā)展上更側(cè)重于滿足儲(chǔ)能行業(yè)的特殊需求。磷酸鐵鋰電池正極技術(shù)因安全性能高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、鐵和磷酸鹽原材料豐富(因此成本更低),在儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)上迅速受到歡迎。
另一項(xiàng)商業(yè)化速度快且對(duì)固定式儲(chǔ)能應(yīng)用有吸引力的技術(shù)是鈉離子電池。鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似,但對(duì)鋰、鈷和鎳價(jià)格上漲的敏感度可能低于磷酸鐵鋰電池。(相關(guān)閱讀:伍德麥肯茲 | 鈉離子電池 VS 鋰電池:性能、成本與市場(chǎng)機(jī)遇)
最后,儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)的電池尺寸和形狀創(chuàng)新也在迅速發(fā)展。一個(gè)降低成本的重要方法是增加電池的容量和尺寸,以此減少系統(tǒng)的部件數(shù)量,從而降低材料成本,簡(jiǎn)化組裝和集成,減輕電池管理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
280Ah大電芯正在成為電網(wǎng)級(jí)應(yīng)用磷酸鐵鋰電池的新標(biāo)準(zhǔn),更高的容量(560Ah)和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命(1.2萬(wàn)次)也在醞釀中。但是,大電芯對(duì)于生產(chǎn)制造和安全管理能力提出了更高的要求。
從電池形狀來(lái)看,目前在電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位的是方形電池,這主要是因?yàn)榉叫坞姵厥苤袊?guó)電池制廠商的青睞。方形電池空間效率高,但生產(chǎn)成本也高,而且由于熱管理效率較低,縮短了產(chǎn)品的使用壽命。
相比之下,圓柱形電池相對(duì)安全、便宜、易于生產(chǎn),而且由于壽命較長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)效率更高。其形狀使電池組的電池之間形成空腔,降低了體積能量密度,相較于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)這對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用影響不大。我們預(yù)測(cè),未來(lái)十年,各大儲(chǔ)能市場(chǎng)將使用最新一代大型圓柱形46xx磷酸鐵鋰電池。