你知道鋰電池儲能應(yīng)用的優(yōu)勢和主要技術(shù)有哪些嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-10 08:48
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儲能技術(shù)的的種類和優(yōu)勢
目前已有的儲能技術(shù)包括抽水、飛輪等物理儲能，超級電容等電磁儲能以及電化學(xué)原理的蓄電池儲能?？紤]到放電時間、成本等因素，蓄電池成為光伏電站儲能的首選[1]。目前已有的蓄電池包括鉛酸電池、鋰電池與全釩液流電池。鉛酸電池已有100 多年的歷史，以其價格低廉、性能穩(wěn)定得到廣泛應(yīng)用。但鉛酸電池循環(huán)壽命很低，一般為300-600 次;而且在電池制造、使用和回收過程中鉛對環(huán)境的污染已不能為現(xiàn)代社會所接受。全釩液流電池是一種新型儲能電池，其功率取決于電池單體面積、電堆層數(shù)和串并聯(lián)數(shù)，而容量取決于電解液容積，適于大容量儲能，而且?guī)缀鯚o自放電，循環(huán)壽命長。全釩液流電池成本非常昂貴，其轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性還有待提高，而且全釩液流電池需要泵進行流體控制，增加了成本[2]。鋰電池單體電壓高，工作溫度范圍寬，比能量與效率高，自放電率低，通過采用保護與均衡電路可提高安全性和壽命。因此綜合各種電池的優(yōu)劣，鋰電池由于產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟，安全可靠以及環(huán)境友好，成為儲能電站的首選。
鋰電儲能關(guān)鍵技術(shù)
鋰電管理系統(tǒng)(BMS)是鋰電工作所必須的。首先鋰電池由于嚴禁過充過放電，所以必須配備保護設(shè)備以確保所有電芯的安全。另一方面由于單體鋰電池的標稱電壓只有3.2-3.7V，為了適用于多種負載就必須進行串并聯(lián)組合;由于各單體電池之間存在差異性，導(dǎo)致電池組的性能呈下滑趨勢，如使用壽命比單體使用時明顯減少等。所以完善的BMS 系統(tǒng)不僅包括保護技術(shù)，還應(yīng)針對具體應(yīng)用制定合理的均衡方案，使得各鋰電單體的差異在合理范圍內(nèi)波動，保證電池組安全高效的工作[3]。荷電狀態(tài)(SOC)可以準確的表征電池剩余電量，合理的SOC 估計是預(yù)測電池工作時間，避免過沖過放的前提，是BMS 必備的功能;由于電池模型的復(fù)雜性，SOC 估計是十分復(fù)雜的，常用的方法有其合理性，但是也都存在很大缺陷。溫度也是影響鋰電工作效能的重要因素，溫度對電池的放電容量、內(nèi)阻、開路電壓都有很大的影響;尤其低溫時放電容量甚至可以跌至常溫時的一半左右。因此完善的BMS 系統(tǒng)還應(yīng)具備智能溫控功能以拓展應(yīng)用環(huán)境[5]。除此之外一個完整的BMS 系統(tǒng)還應(yīng)包括參數(shù)顯示、數(shù)據(jù)通信、故障報警等附屬功能。
在今年第六屆中國(青島)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國際高峰論壇上，中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長、鋰電“達沃斯”組委會秘書長于清教表示，2018年被業(yè)內(nèi)人士冠以“新能源元年”的稱號，從側(cè)面反映了今年新能源汽車行業(yè)所取得的成就;并且，新能源汽車大幅增長，也帶動了動力鋰電池爆發(fā)性增長。
據(jù)真鋰研究發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，2018年前10個月，中國電動汽車市場累計鋰電裝機35.64GWh，同比增幅高達90.15%?？焖僭鲩L的市場造就了寧德時代、比亞迪兩大鋰電池行業(yè)“巨頭”。
從市場份額看，2017年，寧德時代的市場份額為29.41%，比亞迪為16.12%，兩家合計占比為45%;今年前10個月，寧德時代的市場份額擴大至42.12%;比亞迪占比為22.17%，兩家總計市場份額已近65%，市場集中度大幅提高。
從資本層面看，寧德時代今年6月成功登陸A股市場，總市值最高時超2000億元;比亞迪也宣布最遲在2022年前將其電池業(yè)務(wù)分拆上市。
從產(chǎn)能擴充量來看，比亞迪今年以來新投產(chǎn)及規(guī)劃在建的項目就達84GWh，是2017年總產(chǎn)能的5.25倍。寧德時代新增在建產(chǎn)能24GWh，總投資超140億元;11月底，寧德時代又規(guī)劃了總投資不超過74億元的新產(chǎn)能，并宣布將向銀行申請總計不超過1100億元的綜合授信額度，用于日常生產(chǎn)經(jīng)營及項目建設(shè)資金需要。
在此情況下，于清教直言，動力鋰電池行業(yè)還埋藏著諸多危機與壓力，全產(chǎn)業(yè)深度洗牌已開啟，出局者將越來越多。
此外，另有業(yè)內(nèi)人士表示，在多重壓力下，今年很多小型動力電池企業(yè)紛紛倒閉。公開數(shù)據(jù)顯示，2017年動力鋰電池企業(yè)大概有130家，但到2018年6月底只剩下105家，意味著今年上半年，國內(nèi)鋰電池凈倒閉企業(yè)有25家，相當于2017年全年凈倒閉企業(yè)數(shù)。
事實上，2018年被市場拋棄的鋰電池企業(yè)并不止小型企業(yè)，一些大型企業(yè)也深陷泥潭。譬如，格力董事長董明珠斥資10億元入駐的珠海銀隆，也在今年被曝出資金緊張、業(yè)務(wù)停滯和拖欠供應(yīng)商近300億元款項等問題。
2017年時，堅瑞沃能子公司沃特瑪和珠海銀隆還曾是國內(nèi)動力鋰電池行業(yè)分別排名第3和第13的企業(yè)。
“躺著掙錢”時代終結(jié)
業(yè)內(nèi)人士認為，沃特瑪?shù)绕髽I(yè)之所以有當今的困境，一個重要原因是沒有及時把握住市場最新發(fā)展方向，產(chǎn)品技術(shù)更新?lián)Q代慢。
一位擁有多年新能源汽車銷售經(jīng)驗的銷售人員向《國際金融報》記者表示，“在追逐高能量密度動力電池的大背景下，現(xiàn)在市面上新能源汽車大多采用三元鋰電池，其他種類鋰電池正在加快退出市場。”
今年前10個月，沃特瑪?shù)闹饕a(chǎn)品磷酸鐵鋰電池的市場份額下滑6.6%，且主要用于新能源商用車市場;而珠海銀隆瞄準的鈦酸鋰電池的市場占比下滑更嚴重;反觀三元鋰電池則大增11.58%，市場份額達61.28%。
“沃特瑪在盲目擴張磷酸鐵鋰電池產(chǎn)能后，想立馬轉(zhuǎn)變，改生產(chǎn)三元鋰電池想法不切實際，產(chǎn)線的改造需要大把的時間，更需要大量的資金，而資金困難正是壓死沃特瑪?shù)?lsquo;最后一根稻草’。”一位業(yè)內(nèi)人士向《國際金融報》記者表示。
此外，今年我國新能源電池行業(yè)面臨價格戰(zhàn)愈加激烈、產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩加劇等問題。
公開資料顯示，近年來，動力鋰電池市場產(chǎn)能不斷突破新高，且產(chǎn)能增速持續(xù)高于新能源汽車銷量增速，去年行業(yè)產(chǎn)能已經(jīng)超過了200GWh，但總體產(chǎn)能利用率卻不到40%。深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司董事長賀雪琴曾公開表示，“動力電池的供應(yīng)會持續(xù)過剩，將在2018年達到巔峰，產(chǎn)能過剩達到257%。”
更重要的是，動力鋰電池市場產(chǎn)能過剩，是一種供應(yīng)緊張與產(chǎn)能過剩并存的結(jié)構(gòu)性過剩。三元鋰電池的崛起，與其他鋰電池的沒落，讓磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰、鈦酸鋰等產(chǎn)能浪費，導(dǎo)致高端優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能供應(yīng)不足，而低端產(chǎn)能卻訂貨不足，產(chǎn)品庫存積壓嚴重，生產(chǎn)經(jīng)營困難。
動力鋰電池的擴張讓該市場迅速從藍海走向紅海，競爭也日益激烈，銷售價格逐年下降。以寧德時代為例，寧德時代動力電池系統(tǒng)銷售均價2015年度為2.28元/Wh，2016年度為2.06元/Wh，2017年度為1.41元/Wh。有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，2018年度行業(yè)平均動力電池售價將降至1元/Wh以下。
“在下游要求降價的同時，上游原材料還在漲價，雙重夾擊下，動力電池企業(yè)如果不具備成本競爭優(yōu)勢，只有出局。”欣旺達集團副總裁兼動力電池板塊總裁梁銳感嘆道。
