電子發燒友網報道(文/黃山明)如今全固態電池產品仍然處于驗證階段,但半固態電池正在儲能領域中從“樣品”走向“GW級工程”。并且由于半固態電池本身的高安全性和長壽命,在儲能領域發展迅猛,已成為新型儲能的新寵。
半固態電池開始走向市場,但成本拐點還需等待
當前半固態電池主要分為兩大技術路線,一個是氧化物/聚合物復合體系,該體系以衛藍新能源、太藍新能源為代表,通過原位固化技術將液態電解質部分轉化為固態,在提升安全性的同時保持高離子電導率。
比如衛藍新能源的314Ah半固態電池能量密度達180Wh/kg,循環壽命超6000 次,熱失控觸發時間較液態電池延長40%以上。
另一種路線則為硫化物復合體系,孚能科技、寧德時代等企業采用硫化物電解質與高鎳正極/鋰金屬負極結合,能量密度突破400Wh/kg。孚能科技第二代半固態電池(330Wh/kg)已通過車規級認證,計劃2025年量產,第三代產品(400Wh/kg)同步推進。
此外,一些半固態液流電池(LFP漿料體系)實驗室能量密度已達500 Wh/L,循環>1000次,為長時儲能提供新路線。
值得注意的是,當前半固態電池成本約為1.5–2.5元/Wh,仍然是磷酸鐵鋰電池成本0.4-0.6元/Wh的3-5倍。不過如果只看系統成本(含BMS、熱管理等)的話,國內半固態電池系統成本目前約為0.85-0.95元/ Wh,接近磷酸鐵鋰系統0.7-1.1元/ Wh的成本。
不過固態電解質(如氧化物LLZO或硫化物Li6PS5Cl)是其中的大頭,例如硫化物固態電解質的價格更是高達240萬元/噸。若以電芯為計算單位,僅材料成本就高達1.6元/Wh,仍然是液態電解液的數十倍。
國內的中國科大最新研發的氧硫化磷鋰路線,用廉價原料替代硫化鋰,可將電解質原材料成本壓到105元/公斤左右,不過目前尚未有規模化的實現驗證
同時,在今年上半年,行業在半固態電池的有效產能在3GWh左右,距離10GWh的規模降本門檻還有一些距離。產線的折舊、驗證費用攤銷較高,導致單Wh的制造費用在LFP的3倍左右。
有機構認為,到2026-2027年,隨著10GWh級的產能落地,加上材料國產化,以及工藝良率超過90%,系統成本有望降低至0.6-0.7元/Wh,可以與高端LFP持平。
而到了2028年-2030年,如果全固態電池的量產時間推遲,那么半固態電池有望憑借安全以及高能量密度,進入到儲能側GW級招標。但如果全固態電池量產,同時成本在1元/Wh左右,那么半固態電池將轉向中低端儲能市場,系統成本有望來到0.6元/Wh,與磷酸鐵鋰電池進行全面競爭。
半固態電池儲能項目開始密集出現
隨著儲能市場的高速發展,可以看到市場中采用半固態電池的項目也開始變得越來越多。例如浙江龍泉100MW/200MWh項目是全球首個原位固態化技術商業化應用案例,年消納可再生能源1.2億度,減排二氧化碳7.2萬噸。
并且由于中國“十四五”新型儲能規劃明確支持半固態技術示范,廣東、浙江等地對采用半固態電池的項目給予0.1-0.3元/ Wh補貼,使實際應用成本接近磷酸鐵鋰。因此浙江龍泉的半固態儲能項目通過補貼后,IRR提升至7%,投資回收期約10年,與磷酸鐵鋰項目相當。
而中電建新疆巴里坤156MW/624MWh項目配置2.5MW/10MWh半固態電池,驗證其在高海拔、溫差大環境下的可靠性,同時度電成本較磷酸鐵鋰低12%。目前新疆巴里坤的10MWh模塊已穩定運行14個月,驗證-30 ℃低溫90 %容量保持率。
同時,去年10月份,山東淄博215kWh分布式儲能接入淄博高新區石橋75號配電箱變完成測試并投運,是全國首個使用半固態電池的儲能臺區。
此外,景能電力280Ah電池在200℃熱箱中穩定運行,適用于核電備用電源等高安全場景,雖初始成本高15%,但全生命周期成本低8%。
廣東能源天業冷鏈光儲充示范站也在今年1月份開業,位于廣東省佛山市天莊冷鏈物流園內,是集光伏發電、電能儲存和新能源車充電一體的數字化智能化項目,采用高安全半固態儲能電池。
3月,廣東首條半固態儲能電池產線投產儀式在珠海舉行,該產線在全球范圍內首次量產大容量314Ah半固態電池產品。該產品可以在-20℃-55℃寬溫域下運行穩定,響應速度(<20ms)較磷酸鐵鋰提升30%,調頻收益增加15%。
并且憑借高安全性,該電池被珠海華發大數據中心選為備用電源,雖初始成本高15%,但全生命周期維護成本降低20%,綜合成本與磷酸鐵鋰持平。
而且珠海產線產品已獲MPF ENERGY等國際客戶訂單,計劃通過CE認證進入歐洲戶儲市場;同時與中國電力新源智儲合作,開發100MW/200MWh 半固態儲能集裝箱,用于中東沙漠地區光伏配套。
4月份,江蘇天目湖儲能研究院成功完成省內首次300Ah以上大容量半固態儲能電池安全試驗,試驗由瑞爾德光伏、江蘇麥格聚能、江蘇金源及衛藍新能源等全產業鏈企業聯合參與。
本次試驗的成功意味著半固態電池更適用于大規模儲能場景。江蘇天目湖儲能技術研究院同步發布數據報告,指出衛藍半固態電池在測試中展現三大核心優勢:一是體系安全,二是結構抗損,三是失控閾值更高。
在今年6月份,太藍新能源與南都電源簽約,將融合技術繪制儲能行業安全發展藍圖,同時太藍新能源在半固態電池成本控制取得進展,其ISFD技術實現高效批量化、自動化生產,90%生產設備可復用,電池成本與液態電池相當,未來成本還有下降空間。
有業內人士樂觀評價到,隨著儲能市場逐步走向成熟,市場競爭將愈發充分,半固態儲能技術有望加速滲透至主流應用領域。未來有望見證半固態電池單個項目規模突破至百兆瓦時甚至吉瓦時級別,推動儲能行業邁向新的發展階段。
小結
當前,半固態電池正處于從示范驗證向規模替代的關鍵轉折期。并且已經在高安全、寬溫域、長壽命等特定儲能場景已實現局部成本競爭力。隨著技術成熟度提升和產業鏈協同深化,其在儲能領域的滲透率將持續攀升,為全球能源轉型注入強勁動能。
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多地項目落地,半固態電池開始成為儲能領域“香餑餑”
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