锂电池定制16年-动力锂电池系统解决方案商

 

锂离子电池的发展始于消费领域，目前在电力和储能领域发展迅速。本文将介绍动力锂电池和储能锂电池中的关键锂电池技术。

锂电池技术路线

锂离子电池是指以锂为能量载体的二次电池。充电时，锂离子从阴极出来，穿过电解质和隔膜，嵌入阳极。放电时会出现相反的过程。根据正极材料的不同，锂离子电池分为磷酸铁锂电池和三元锂电池。

在锂电池技术中，磷酸铁锂材料生产资源丰富，其成本、循环寿命和热稳定性均优于三元材料。适用于商用车、低端乘用车、储能等领域。三元锂电池的理论比容量（能量密度）比磷酸铁锂高60%，充电率更高，低温性能好，适合中高端乘用车领域。

在锂电池技术中，根据包装工艺的不同，锂离子电池分为方形电池、软包电池和圆柱形电池。方形电池的优点是封装可靠性高、结构简单、单体能量密度高、系统群效率高、稳定性相对较好。缺点是模型多，过程难以统一，单体差异很大，这使得系统的寿命低于单体。

 

 

软包电池采用铝塑膜包装，具有能量密度高、电池组体积小、循环寿命长的优点。缺点是高端铝塑膜依赖进口，生产效率低，产量低。在锂电池技术中，圆柱形电池硬壳封装可靠性高，其优点是电池一致性高、技术成熟、成本低、电池成品率好、散热性能好。但缺点是分组后散热设计困难，系统能量密度低。

 

动力锂电池技术路线

磷酸铁锂动力电池重新占据主导地位。近三年来，随着政策补贴的减少，磷酸铁锂在成本和安全方面的优势逐渐显现，市场装机容量快速上升，市场份额逐年提升。2021年，三元电池装机容量被赶超，2023年上半年动力电池的份额将增至65%。我国动力电池装机容量保持高速增长态势，到2025年复合年增长率将达到49%。在中国新能源汽车快速增长的推动下，从整个2023年上半年的动力电池产量来看，三元电池累计产量99.6GWh，占总产量33.9%，累计同比增长12.6%；磷酸铁锂电池累计产量193.5GWh，占总产量65.9%，累计同比增长53.8%。

在动力锂电池技术路线上，在高比能方面，单个三元袋状电池的能量密度可达300Wh/kg。目前，三元方壳电池的比能量接近300Wh/kg，系统的能量密度已达到255Wh/kg。磷酸铁锂叶片（方形）电池的能量密度接近170Wh/kg，系统能量密度超过140Wh/kg。三元袋式电池的比能量达到了300Wh/kg，系统的能量密度达到了近220Wh/kg。

在高安全性方面，现阶段，电池的安全性能主要通过使用三种方法来提高：车身安全、工艺安全和消防安全。电池的安全性主要取决于对不可燃和不可燃电解质、高熔点隔膜和阴极材料进行改性和涂层，以提高电池本身的安全性。

 

 

在长寿命方面，磷酸铁锂电池的使用寿命普遍高于三元电池。磷酸铁锂刀片电池的使用寿命超过5000次，其次是使用寿命超过3000次的三元软包电池、使用寿命超过2000次的方形电池和使用寿命略低的圆柱形电池，约为1000次。

在快充性能方面，三元电池倍率正在从目前的2C倍率发展到5C倍率，充电时间缩短60%。许多公司正在提高三元电池的充电速度，并通过提高充电电压和电池的高电流耐受性来提高电池的快速充电性能。

 

储能锂电池技术路线

在储能锂电池技术路线中，大规模储能是主要应用场景。中国储能电池出货量保持高速增长趋势，未来三年年均增长率超过50%。2023年上半年全球储能电池产量98GWh，同比增长104%，出货量102GWh，同比增长118%。据ICC统计，2023年上半年全球储能电池产量98GWh，同比增长104%，出货量102GWh，同比增长118%。

中国的储能电池主要用于大规模储能（电力系统储能）、通信系统储能、家用储能和便携式电站。大规模储能是储能电池的主要应用场景，主要用于发电侧、电网侧和用户侧的储能集装箱化系统，占总出货量的61%。

二是通信系统储能，主要用于通信基站的备用电源，占比25%。家用储能产品主要出口国外，便携式储能占比最少，仅为3%。许多公司已经凭借储能电池进入储能电池市场。储能电池正处于快速发展阶段，市场结构不确定。

CATL凭借强大的成本控制能力和规模优势后来居上。在储能锂电池技术路线上，储能电池产品的发展趋势是产品标准化、电池规模化、去模块化。许多公司正在进入这个行业，并试图做大做强。

 

 

3年后，将出现强者恒强的局面，不具备规模优势和开发设计高性能电池能力的中小玩家将被加速淘汰。磷酸铁锂电池已成为我国储能电池的主流路线。锂电池的性能要求包括能量密度、功率密度、成本、寿命和安全性。储能应用已经放宽了对电池的能量密度和功率密度的要求，并且更加强调降低电力的分配和存储成本。储能电池必须具有低成本、长寿命，并确保电池应用的安全性。

三元锂电池具有高能量密度和功率密度，但价格昂贵且安全性相对较弱。中国有关文件提出，中大型电化学储能电站不得使用三元锂电池和钠硫电池，不得使用梯级利用动力电池。在锂电池技术中，磷酸铁锂电池安全性好、循环寿命长、金属资源储量丰富、成本低、环保，已成为储能电池的主要选择。