深度 | 關(guān)于280AH儲(chǔ)能電芯安全性和經(jīng)濟(jì)循環(huán)壽命的探討

近期有很多做儲(chǔ)能系統(tǒng)集成和行業(yè)自媒體的朋友,向我私底下詢問(wèn)儲(chǔ)能電站安全和儲(chǔ)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)收益,循環(huán)次數(shù)的問(wèn)題;因?yàn)檫@些問(wèn)題關(guān)系到目前儲(chǔ)能項(xiàng)目的商業(yè)模式和盈利的基礎(chǔ)是否成立。電芯廠的對(duì)外宣傳普遍是6000,8000,12000次的經(jīng)濟(jì)循環(huán)壽命,這個(gè)是在特定的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和數(shù)據(jù)模型推導(dǎo)的結(jié)果。當(dāng)電芯經(jīng)過(guò)PACK做個(gè)電池包,電池包應(yīng)用在儲(chǔ)能系統(tǒng)上,它的經(jīng)濟(jì)循環(huán)壽命,這個(gè)問(wèn)題是行業(yè)內(nèi)都主觀和客觀不愿去提及的;因?yàn)檫@會(huì)動(dòng)搖大家對(duì)儲(chǔ)能商業(yè)模式的信心。目前的商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng),集中式或分布式,盈利模式都建立在循環(huán)次數(shù)和安全運(yùn)營(yíng)的前提之下,我們從目標(biāo)儲(chǔ)能系統(tǒng)主流產(chǎn)品磷酸鐵鋰280AH方型鋁殼電芯為例進(jìn)行展開探討:
1、 安全性;
2022年下半年,中科院院士歐陽(yáng)明高曾預(yù)警:大容量電池中磷酸鐵鋰的燃爆指數(shù)是三元材料的兩倍;并且呼吁行業(yè)以280AH電芯為大電芯的天花板,不要再把容量做大了。作為一個(gè)行業(yè)內(nèi)頂級(jí)的科學(xué)家做出的呼吁,大家都置若罔聞,更大容量的電芯層出不窮,越來(lái)越大;整個(gè)行業(yè)像一列剎不住的火車,繼續(xù)蒙眼狂奔;走上了追求能量密度,罔顧電芯安全的邪路;其實(shí)歐陽(yáng)明高院士在內(nèi)心對(duì)280AH電芯的安全性都是有種種顧慮的,因?yàn)樵?022年下半年,行業(yè)內(nèi)280AH電芯的投資規(guī)模和規(guī)劃已達(dá)萬(wàn)億級(jí)別,木已成舟,現(xiàn)實(shí)已無(wú)法改變;大家只有寄希望出現(xiàn)突破性技術(shù),改善280AH電芯的燃爆現(xiàn)象;但是現(xiàn)在還看不到曙光;隨著逐年儲(chǔ)能裝機(jī)容量爆發(fā)式增長(zhǎng),280AH大容量磷酸鐵鋰電芯的裝機(jī)電站存在的的風(fēng)險(xiǎn)隱患,懸在每個(gè)有良知的業(yè)內(nèi)技術(shù)專家心里;三元鋰電池國(guó)家已經(jīng)明文規(guī)定不得用在儲(chǔ)能和大客車的場(chǎng)景;如果磷酸鐵鋰大電芯比三元的燃爆指數(shù)還要高兩倍,這個(gè)結(jié)論讓很多投資大儲(chǔ)的同行不寒而栗,瑟瑟發(fā)抖;在此,就不對(duì)院士的結(jié)論從專業(yè)技術(shù)層面展開深入的探討,有興趣的朋友可以和我私下聯(lián)系;
2、 經(jīng)濟(jì)循環(huán)壽命;
280AH電芯經(jīng)濟(jì)循環(huán)壽命達(dá)到6000次和超過(guò)6000次各家電芯產(chǎn)都有設(shè)置前提條件的;A 工作溫度,25°C±2°CB 初始夾緊力300KGF 包裹電芯C 充放電深度,80-90%D 充放電倍率0.2C-0.5C6000次循環(huán)后 剩余容量在70-80% 具體要看各廠家的產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明書;至于那些8000次循環(huán)后剩余容量60%左右,超過(guò)10000次的,剩余容量是多少,探計(jì)起來(lái)就沒能意義了,這只是廠家宣傳的的噱頭;單體電芯的循環(huán)次數(shù),對(duì)儲(chǔ)能電站循環(huán)次數(shù)意義不是特別大;單體電芯經(jīng)過(guò)PACK做成電池包,才能作為儲(chǔ)能柜的一部分進(jìn)行充放電工作;電壓,容量,內(nèi)阻三項(xiàng)指標(biāo)是電芯配組的關(guān)鍵指標(biāo)。作為儲(chǔ)能電站商業(yè)模式成立的基礎(chǔ),循環(huán)次數(shù)是針對(duì)整個(gè)電池包而言的;以浙江 工商用戶側(cè)儲(chǔ)能電站為例,儲(chǔ)能電站為一天兩充兩放,按330天/年的工作時(shí)間來(lái)計(jì)算,一年的循環(huán)次數(shù)660次,十年總循環(huán)在6000次;發(fā)電側(cè)和電網(wǎng)側(cè)五大六小集團(tuán)在儲(chǔ)能電站招標(biāo)文件中規(guī)定整體質(zhì)保年限:3年或5年;大儲(chǔ)參與調(diào)峰調(diào)頻,擴(kuò)容降虛,電池包的循環(huán)次數(shù)與工商用戶側(cè)的年利用率比是相對(duì)較低的;那么問(wèn)題來(lái)了,五大六小招標(biāo)為什么把電芯的質(zhì)保期最高定為五年?按照大儲(chǔ)的循環(huán)次數(shù),五年基本是達(dá)不到3000次的,是不是3000次反映的就是目前行業(yè)電池包最高經(jīng)濟(jì)壽命循環(huán)使用的實(shí)際情況?如果這個(gè)假設(shè)成立,那么投資方拿著計(jì)算器按6000次經(jīng)濟(jì)循環(huán)壽命在計(jì)算工商用戶側(cè)儲(chǔ)能的效益,是否是建立在虛幻的假設(shè)之上?那么部分地區(qū)投資回報(bào)在5年以上回本的工商用戶側(cè)儲(chǔ)能,是不是一個(gè)虧本生意,值得大家商榷。電芯循環(huán)過(guò)程中容量會(huì)衰減,一般低于80% 就走到了儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)壽命的盡頭,梯次利用我們?cè)诖瞬蛔鲇懻摗?/span>因?yàn)殡娦驹谌萘康陀?0%,280AH電芯內(nèi)部膨脹力會(huì)加劇上升,膨脹力的出現(xiàn),會(huì)給電芯和模組均會(huì)帶來(lái)危害。對(duì)于電芯,其內(nèi)部壓力變大,電芯的性能和壽命會(huì)衰減;對(duì)于模組,如果膨脹力應(yīng)對(duì)不當(dāng),會(huì)造成模組尺寸超差,甚至破壞結(jié)構(gòu)框架。這是因?yàn)殡娦镜呐蛎浟€是相當(dāng)大;內(nèi)部微短路造成電芯鼓包比例增加,整個(gè)電池包呈現(xiàn)容量加速衰減的現(xiàn)象,此時(shí)繼續(xù)使用,安全風(fēng)險(xiǎn)加速上升,經(jīng)濟(jì)效益明顯下降,得不償失。280AH在2020年由寧德時(shí)代率先推向市場(chǎng),2021年能夠量產(chǎn)的不超過(guò)3家電芯廠,2022年成為儲(chǔ)能電站應(yīng)用的主流,2023年新增產(chǎn)能大量投入;
280AH方型鋁殼的電芯大規(guī)模投入使用,是在2021-2022年,如果我們假設(shè)3000次的經(jīng)濟(jì)循環(huán)使用壽命成立,第一批的280電芯裝機(jī)后在2025年前后,將出現(xiàn)售后事件劇增的情況,一切都有待時(shí)間驗(yàn)證。
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