鉅大LARGE | 點擊量:839次 | 2020年02月25日
我國鋰離子電池的發(fā)展情況以及其安全性和可靠性如何?
我國對鋰離子電池的生產能力正在迅速提高,但在規(guī)模擴張之下,必須保證其安全和質量的重要性。清潔能源協(xié)會(CEA)公布了2019年BESS供應商市場情報計劃報告,該報告涵蓋了40家供應商,旨在幫助買家了解供應商領域。下面重要告訴各位我國鋰離子電池的發(fā)展狀況以及哪些因素會對鋰離子的安全性和可靠性產生影響。
自2010年以來,鋰離子電池的價格已經下跌了約85%。根據(jù)CEA的分析,到2030年,全球對鋰離子電池的年需求量預計將超過2000GWh。雖然大部分需求預計將用于電動汽車,但其中5%-10%將用于固定電池儲能系統(tǒng)(BESS)。盡管在更高水平的可再生能源滲透中,將引入其他更適合長期使用和低成本的儲能技術,但就目前而言,鋰離子似乎是領先的技術,因為它被電動汽車行業(yè)采用帶來了大規(guī)模的好處,可以實現(xiàn)低成本和標準化。
與此同時,人們重新關注質量和安全,不再依賴資產負債表支持的擔保,也不再依賴極少數(shù)供應商。從上游的工廠電池質量控制,一直到系統(tǒng)設計和防火等更全面的盡職調查,正在成鉅大鋰電為電池公司和監(jiān)管機構的原則問題。
幾種鋰離子電池
鋰離子電化學有許多種類(LMO、LTO、LCO、NCA、NCM和LFP),但目前只有鎳鈷錳(NCM)、鎳鈷鋁(NCA,僅松下和特斯拉使用)和磷酸鐵鋰(LFP)實現(xiàn)了大規(guī)模的儲能系統(tǒng)。
電池的類型與區(qū)域有一定程度的關系。關于韓國供應商來說,鎳鈷錳(NCM)是BESS的鋰離子電池重要選擇,到2019年底,鎳鈷錳的年生產能力預計為54GWh。在北美,特斯拉的Gigafactory1擁有年產松下NCA21700圓柱形電池34GWh的能力,生產出的電池重要用于特斯拉的電動汽車產品。
我國供應商對鎳鈷錳(NCM)和磷酸鐵鋰離子電池(LFP)都有很強的制造能力,甚至包括包括一些鎳鈷鋁(NCA),且生產線可以相對容易地在化學試劑之間切換。LFP的化學特性決定了它的安全性,減少了熱失控的風險。然而,由于能量密度是擴大電動汽車應用的最重要的因素,所以我國已經出現(xiàn)了向能量密度更高的鎳鈷錳(NCM)電池的轉變。即便如此,出于安全因素的限定,在某些交通領域,LFP電池是強制安裝的。
目前,LFP仍然是我國BESS供應商的重要選擇之一,有些公司供應的LFP電芯的生命周期比NCM電芯更長。更重要的是,LFP電池不含鈷,而且具有固有的更穩(wěn)定的成本路線圖。而鈷供應鏈不穩(wěn)定的原因重要是由于全球60%的供應量來自剛果民主共和國,這也是最近鎳鈷錳(NCM)電池價格上漲的一個關鍵因素。
關于LFP來說,其劣勢在于較低的能量密度,但鋰離子電池優(yōu)勢在于,它具有更穩(wěn)定、更低成本的原材料價格、更高的循環(huán)壽命和更低的熱失控風險,這使其在儲能中占有一席地位??梢灶A見,我國將更為關注磷酸鐵鋰離子電池LFP,而韓國將嚴格遵照鎳鈷錳(NCM)鋰離子電池的使用。
除此之外,并未大規(guī)鋰離子電池廠家模應用的鈦酸鋰離子電池被人們認為可作為替代品,因為它只適用于高充放電率、高循環(huán)等一些特殊應用,很多業(yè)內人士認為其十分適合用在對電池穩(wěn)定性要求極高的特種等領域。
安全和質量
今年初,韓國報告了23起儲能電站火災事故,這正是在大規(guī)模儲能安裝熱潮發(fā)生之后。貿易、工業(yè)和能源部(MOTIE)隨機對新安裝的設備進行了限制,還嚴重限制了現(xiàn)有設備的運行條件。隨后,MOTIE進行了一項長達6個月的調查,并于今年六月公布,調查發(fā)現(xiàn),火災的可能原因包括保護不足、環(huán)境條件監(jiān)督不足、安裝缺陷和集成不達標。此外,MOTIE還對電池和個人電腦的制造質量、安裝、操作和維護以及消防提出了額外的要求。
投資者對韓國儲能電站事件高度關注,因為韓國BESS供應鏈被認為是全球技術最先進的供應鏈之一。這經歷這一系列事件后,投資者意識到,儲能仍然是一個較為新興的行業(yè),因此在生產和整合的各個階段進行獨立監(jiān)督很有必要。
CEA的審計數(shù)據(jù)揭示了一個更為復雜的現(xiàn)實:在電池層面,有缺陷的涂層和折疊的電極都可能造成火災風險,并降低電池的壽命。電池、模塊和機架級保護必須到位,并在測試期間保證功能齊全,否則會出現(xiàn)安全風險。
BESS系統(tǒng)的出廠驗收測試必須是獨立進行的,且包括性能和安全性兩個方面的細節(jié)務必十分詳盡。其中系統(tǒng)設計和保修結構必須由第三方進行分析和評估,以保護買家免受安全或性能不佳的風險,并幫助他們了解產品的成本結構。
到2019年,我國四大供應商的總裝機量將達到135GWh,國際四大供應商的總裝機量將達到119GWh。到2021年,預計總裝機量將分別為230GWh和250GWh。而我國的小型電池供應商2019年將達到140GWh,2021年將達到227GWh。得益于CATL和比亞迪在電動汽車方面的急劇增長,我國制造商得以躋身世界四大巨頭,松下,LGChem,三星SDI和SKI之中。
盡管有人存在質疑,認為我國供應商可能不如上述那四大電池制造商,但我國關于鋰離子電池儲能系統(tǒng)方面的研發(fā)支出占收入的比例是很高的,可以檢出其關于儲能系統(tǒng)的重視程度。
未來6年,BESS的安裝數(shù)量預計將增長10倍,因此,買家必須實現(xiàn)供應鏈的多元化,學習如何理解供應鏈的復雜性,并實現(xiàn)盡職調查和監(jiān)督的正確結合。
東莞市鉅大電子有限公司成立于2002年,總部位于我國廣東省東莞市南城區(qū)高盛科技園,是一家為全球用戶在移動電源、儲能電源、動力電源和備用電源的個性化需求,供應特種鋰電系統(tǒng)定制化方案和產品的國家級高新技術公司。