電子發燒友網報道（文/黃山明）高溫電芯，顧名思義指的是在較高溫度環境下正常工作的電池，通常可分為適用于 100℃、125℃、150℃、175℃及 200℃以上環境等五個級別。在設計時，高溫電芯需要考慮電池內容物的熱力學特性、電池殼體的力學性能以及適應高溫環境的安全和電性能設計等因素，如 180℃和 200℃以上使用的高溫鋰電池，由于鋰的熔點為 180.5℃，不適于作負極，須采用鋰合金為負極等。

另一方面，高溫電芯的出現讓儲能技術實現了在高溫環境下存在的局限性，進而實現更加高效、可靠、經濟的儲能解決方案。這不僅有助于滿足日益增長的能源需求，也對促進可持續發展具有重要意義。

儲能市場中高溫電芯的應用

傳統儲能系統中，空調等冷卻系統是輔助系統能耗的主要來源，國家實證實驗平臺資料顯示，磷酸鐵鋰儲能裝置的輔助系統的用電率達到10%以上，而以空調能耗為之最，單空調能耗就使系統整體轉化效率降低5%。高溫電芯的出現，能夠有效解決這一問題。

在儲能領域，高溫電芯屬于近年來新發展技術，但在早期，由于耐高溫電解液、改性隔膜和其他組件成本較高，性能也有待進一步提升，市場接受度相對有限。

不過隨著儲能市場的快速發展企業和科研機構加大了研發投入。在材料體系上，開發出了更耐高溫、穩定性更好的正負極材料和電解液；在電池結構設計方面，采用了更先進的散熱、密封等技術，提升了電池的整體性能和安全性。

高溫電芯的引入，可以幫助儲能系統減少能量損耗，降低初始成本及運維成本，例如高溫電芯減少了對冷卻系統的依賴。同時還能提高系統安全性沒減少熱失控風險，并能適應長時儲能需求，通常鋰電池儲能被定為為2-4小時儲能的最佳儲能方式，而高溫鋰電池可以突破鋰電池在長時儲能運用范圍，是未來應對長時儲能的重要方向。

由于上述優點，高溫電芯在市場上越來越受歡迎。特別是在那些氣候炎熱地區或者需要戶外安裝的應用場景（如大型光伏電站配套儲能），高溫電芯的優勢尤為明顯。此外，在一些特殊應用場景下，比如沒有足夠空間布置冷卻設施的地方，高溫電芯也提供了更靈活的選擇。

各大廠商紛紛推出自己的高溫電芯產品，試圖在這片新興市場上占據一席之地。包括億緯鋰能、蜂巢智儲等公司已經公布了其高溫電芯產品的計劃或已經開始量產交付。

例如寧德時代和天合儲能推出的結合高溫電芯技術的儲能系統，利用自主研發的光儲變流器，配合高溫電芯技術和自熱技術，成功解決了對傳統冷卻系統和輔助電源的依賴問題。

此外，還有如克能新能源與與北斗捷安合作研發全球首款高溫電芯，為北斗捷安出口東南亞等國的新能源高速電摩提供動力。新能安推出的昆侖電芯2.0采用gt40技術，通過導入新型負極、正極和電解液材料，結合雙極耳結構設計，極大提升了熱穩定性及安全性。


高溫電芯發展趨勢

當前，高溫電芯的發展正處于快速擴張階段，多家廠商正在加速推進產品的商業化進程。在2024年，億緯鋰能等多家企業已經實現了560Ah乃至更大容量高溫電芯的大規模生產，進一步推動了成本降低和技術成熟。

為了應對長時儲能的需求，高溫電芯成為了關鍵的技術突破點。例如，寧德時代的高溫電芯方案配備了業內首款長壽命高溫電芯，系統循環壽命可達15000次。憑借耐高溫石墨負極材料和特制電解液，該電芯在超過35℃的條件下依然保持良好的衰減特性，無需冷卻系統及外部輔助電源。

市場格局上來看，全球高溫電池的主要廠商有 SAFT、億緯鋰能、Vitzrocell、Integer Holdings （Electrochem）、Steatite 等，前三大廠商占有全球大約58%的份額。其中，亞太地區是最大的市場，占有大約49%份額，之后是北美和歐洲，分別占有21%和18%的市場份額。

技術上，液態金屬電池等高溫電池技術發展迅速，如ambri公司生產的液態金屬電池，采用鈣、銻等作為電極，熔鹽為電解質，具有高能量密度和長壽命等特點。此外，氣凝膠電芯隔熱片等新技術也在不斷應用，提高了電池在高溫環境下的安全性和穩定性。

同時，高溫電芯的應用領域不斷擴大，除了傳統的石油勘探、軍事等領域，在電網調節、可再生能源系統中的能量平衡等大規模儲能領域的應用逐漸增加。例如，液態金屬電池在風力和太陽能發電系統中儲存能量，以平衡電網負荷方面展現出巨大潛力。

從發展趨勢來看，未來高溫電芯將朝著更高能量密度、更高效率的方向發展，以滿足不同領域對儲能設備的高性能要求，如新能源汽車、航空航天等領域對電池的高能量密度需求。

借助物聯網和大數據技術，高溫電芯的管理系統將向智能化發展，能夠實時監控電池模塊的健康狀態，優化能量管理策略，提高電池的可靠性和穩定性，降低維護成本。

值得一提的是，模塊化設計將成為高溫電芯的發展趨勢之一，不僅有助于電池的回收和再利用，還能適應不同規模的儲能需求，提高電池的通用性和可擴展性。在安全性上，將開發新型的安全材料和技術，提高電池的熱穩定性和安全性，降低熱失控風險。

小結

高溫電芯不僅解決了現有儲能技術在高溫環境下存在的局限性，也為實現更加高效、可靠、經濟的儲能解決方案提供了可能。隨著技術不斷進步和市場需求持續擴大，高溫電芯將在未來的能源體系中發揮越來越重要的作用。