車規級儲能電芯的應用成為遠景逐鹿下一階段儲能市場的利器。
文 | 譚潮
剛剛過去的上個周末，在首鋼國際會展中心這座用鋼廠遺址改造、充滿着工業朋克風格的園區里，舉辦了第十一屆儲能國際峰會暨展覽會。大疫三年之後，業界被抑制已久的交流需求急劇覺醒。儲能圈內的頭部玩家和新晉勢力，都在競相發布展示各自的新品，朝着置放着王冠的技術山巔不斷爬坡。
在業內率先推出305Ah大容量儲能專用電芯的遠景動力，於本屆展覽會上，又再度發布12000次長循環壽命的315Ah新品。更長壽命、更大容量、以及更安全可靠的設計，這款電芯將行業的工業進步“卷”向了一個新的高度。
經過數年的精心布局和高速增長，儲能版塊已經悄然成長為遠景科技集團繼風電、動力電池之外的第三增長極。CNESA近日發布的《儲能產業研究白皮書2023》显示，在國內和全球儲能系統出貨量的兩個榜單上，遠景能源均進入國內企業前十——其中國內市場排名第五、全球市場排名第七。
而作為儲能電芯技術供應商的遠景動力，也進入到全球前十的行列—— 2022年，遠景動力的電芯出貨量超過3GWh，截至目前的在手訂單超過70GWh。
重新定義儲能電芯
當前，中國儲能市場浪潮澎湃，正大踏步朝着2.0時代邁進。
根據CNESA數據，2022年，新型儲能新增規模創歷史新高，達到7.3GW/15.9GWh，功率規模同比增長200%，能量規模同比增長280%。在過去的幾年間，每年新增投運的市場規模，幾乎都相當於過去的歷史總和。而這一狂飆的趨勢，在接下來相當長的時間里還將繼續保持。CNESA預測，未來五年，保守場景下，年平均新增儲能裝機為16.8GW；如果是理想場景下，年平均新增儲能裝機將高達25.1GW。
與此同時，伴隨着市場規模的急劇膨脹，儲能行業許多長期以來存在的問題和挑戰正在被放大審視。
首先是安全問題。韓國儲能產業曾經發展非常迅猛，但在經歷一連串爆炸起火等事故之後，該國儲能產業基本處於冰封狀態。類似的安全問題在國內也有發生，根據中電聯發布的一份報告，2022年1-8月，全國電化學儲能項目非計劃停機達到329次，安全性始終是行業發展的首要條件。
其次是度電成本依然高企。當前，電芯本身的材料成本，以及電芯循環壽命的原因，儲能充放電的度電成本依然較高。由於儲能不是發電設備，不產生電能，儲能的價值只能在充放電過程中實現，提升循環壽命是降低系統度電成本的關鍵。
第三是軟硬件協同的挑戰。儲能可以應用在電源側、電網側和用戶側等不同的場景，能實現多重價值和功能，但這些功能都需要軟硬件協同來實現。當前市場上軟硬件協同水準良莠不齊，成為影響儲能行業健康發展的一大痛點。
這些挑戰與痛點，倒推回來，便是對產業鏈上各環節的產品本身提出了更高的要求。以電芯為例，從前兩年開始，業界認為，儲能電芯在產品路線、技術標準、場景應用和產業生態上，都是一個獨立的賽道，由此形成了需要生產儲能專用電芯的共識，一些企業率先試水。最新的消息是，4月9日，特斯拉與上海方面簽訂合約，特斯拉儲能超級工廠項目落戶臨港新片區。這座工廠將規劃生產特斯拉超大型商用儲能電芯（Megapack），未來建成投產後，年規劃產能約為40GWh。
遠景動力則是在其各大電池基地規劃之初，便前瞻性地將儲能產線獨立出來。目前遠景動力在國內無錫、鄂爾多斯、十堰三大基地，已建成多條儲能電芯專用產線，2023年年底產能將達15GWh。而在海外，遠景動力已在美國、日本、英國、法國、西班牙設立電池基地，並規劃布局多條鐵鋰儲能電芯產線，預計最快明年可在美國實現儲能電芯產線的量產。
本屆展覽會上，遠景發布的315Ah儲能專用電芯，即是在此戰略規劃之下最新的產物。它從系統集成反過來定義電芯的能力，從系統排布上尋求容量上的最優解。
同時它還打破了電芯在能量密度和循環壽命上不可兼得的矛盾：單顆電芯容量做到1008Wh，實現了一顆電芯一度電；同時把循環壽命提升到了12000次，可以實現儲能系統一天一次充放電25年安全可靠運行，這將更加匹配風光基地配儲的壽命要求，從而大大減輕業主方的項目周期投資。
據遠景動力鐵鋰電芯開發總監徐永剛介紹，對標目前行業主流的280Ah電芯，315Ah電芯的能量密度提升了11%，循環壽命提升了50%。“通過材料和工藝的創新，我們實現了五年電芯的能效保持率高達95%以上，全生命周期衰減后容量始終保持在70%以上，結合高度集成的系統設計，大幅降低了系統的度電成本，提升了儲能項目的經濟性。”
為打造315Ah這款新一代產品，遠景的工程師們解決了大量的技術挑戰。
材料技術創新方面，正極材料採用了納米級的磷酸鐵鋰材料，通過調整大小粒徑的比例和粒徑分佈實現高壓密，實現電性能和循環壽命的雙提升；負極材料則採用表面鈍化技術，降低存儲過程材料活性，減少鋰耗提升循環壽命；選擇高浸潤的電解液進一步提升材料的穩定性，這樣化成時間可減少40%，初始電阻降低10%，提升了整個電池的動力學性能，降低析鋰風險；同時還通過補鋰緩釋技術，在全生命周期穩定地彌補鋰損失，從而延長電芯循環壽命。
除了原材料的創新之外，遠景在電芯工藝上也進行了改進提升。比如採用一體化注塑結構蓋板，結構高度精簡，過流能力強，確保全生命周期結構穩定性；此外還引入膜片壓花技術，可以有效解決電芯在充放電后可能產生的皺褶和厚度不均問題。
值得一提的是，遠景的電芯產品已經在過去的十五年裡應用在超過80萬輛的動力汽車和150多個儲能項目上，至今依然保持着零重大安全事故的紀錄。
隨着儲能產業的高速發展，儲能電芯也進入大製造的時代。安全問題頻發的背後也是對儲能電芯產品一致性的挑戰，在儲能製造發展之初，行業並沒有明確的儲能產線標準。如何更好定義儲能電芯的製造，打造出高一致性的儲能電芯產品？遠景提出要以車規級的標準體系來打造儲能專用電芯產線。
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“車規級的製造，更多的是看體系，我們經過了很多國際大廠比如奔馳、寶馬等頭部車企的檢驗，他們從頭到尾調研整個公司，也檢驗我們儲能的產線，從資源、技術、質量、製造、工藝、測試、供應鏈管理等所有環節檢驗我們按照高標準來管理我們的產線。” 遠景動力儲能銷售負責人徐有斌介紹道。
正是經過這套高規格的體系要求，遠景動力要求延續這套車規級的質量管控標準去管理儲能，重新定義儲能電芯產品的製造標準。
全棧技術的儲能戰力
“成本、產品、效率。未來能夠留在這個舞台上的一定都是全棧自主研發的企業，單靠集成的公司在這個行業肯定是不可持續的。”遠景能源高級副總裁田慶軍認為，未來儲能競爭會異常激烈，不僅是價格，在成本上也要承擔巨大的壓力。
作為一家綠色科技企業，遠景在儲能這條賽道確立了“全棧技術能力”的發展道路：即從電芯、BMS、PCS、EMS等儲能系統主要的零部件全部由自己研發生產，這在儲能廠商中較為少見。打通主要零部件，既可以降成本，也能保持產品設計的一致性和系統集成的性能，還可以加快新產品的研發和推出，這樣更有利於放開手腳到市場上去競爭。
田慶軍推斷，當電網把這些儲能項目逐步都接入到電網系統之後，產品質量和安全性，都將暴露無遺。誰好誰壞，電網就是一面照妖鏡，不少企業可能很快面臨被迫出局的危機。
“以前風機也是，有補貼的時候，多發點電少發電都無所謂，現在誰敢用差的？價格高一點都不敢用，所以對成本的要求，對產品的要求，對系統效率的要求，將來都是非常高的。儲能也會完全進入市場化，用市場來進行優勝劣汰。”
產品—市場—研發，即將邁入2.0時代的儲能行業，迭代循環逐漸形成，儲能工業之輪正朝着遼闊的原野滾動起來。
在這個行業整體突圍升級的時代隘口，全棧技術能力讓遠景擁有率先突圍的底氣。在技術上信奉長期主義，以及圍繞可再生能源與智能物聯科技的生態布局，是遠景得以構建全棧技術能力的關鍵。
遠景全棧技術能力的鍛造，主要基於以下基礎：
首先，遠景深耕風電行業十幾年，對傳統能源、新能源在電網中的應用以及如何支撐電網的經驗，有着充分的理解，也鍛煉積累了一大批電力电子相關的專家人才；
第二，遠景的電池版塊，也是有着十五年的基礎。2019年，遠景正式收購日本尼桑旗下的AESC電池。經過深度技術整合和創新，不僅獲得像奔馳、寶馬、雷諾、馬自達這些新的客戶，又開發出磷酸鐵鋰路線，儲能專用產線也在全球布局構建；
第三，是遠景的数字智能技術。遠景的EnOS™ 物聯操作系統，採用雲端部署+雲端運維的產品架構，集成鋰電池、BMS、PCS、熱管理、消防等子系統，對整個儲能場站進行全景監控、能量管理和風光儲的協同控制；遠景的儲能伽利略系統能實現雲邊協同，智能預警，還能為交易賦能，提升度電收益。
遠景新一代液冷智慧儲能產品，搭載着315Ah大容量電芯，並結合高度集成的液冷設計，20ft單箱可做到5MWh，能量密度行業最高。同時也支持肩並肩布置方式，100MWh項目可節約佔地面積40%以上。
掌握可再生能源、儲能、能源物聯網領域最底層的關鍵核心技術，正是遠景的核心競爭力所在，通過全棧技術戰鬥力，去打造第三增長曲線。
除了全棧技術能力，遠景也在向更廣義的產業鏈全棧延伸。在原材料的供應保障上，遠景動力全球首席執行官松本昌一曾在接受採訪時表示，主要有以下三點：
第一，與原材料方面達成直接戰略合作，在供給上形成第一層保障；
第二，與相關的商社、貿易公司進行深入合作，參與原材料界的相關項目，在流通端夯實第二層保障；
第三，直接與正極、主材相關的供應商進行直接的接觸和直接的戰略合作。
此外，松本昌一還預計，到2028、2029年以後，可回收材料將成為遠景動力重要的原材料供應渠道，並在中國、美洲、歐洲或日本建立獨立而完整的動力電池產業生態，形成本土化閉環。
2.0時代的新型儲能市場，既是一個幾何級增長的產業原野，也是儲能行業從草莽走向健康成熟的關鍵階段，更是百家爭鳴之後各家企業更為殘酷的產品技術精進之旅。只有全行業堅守對技術、產品和市場的長期主義，儲能產業才能越過泥沼，邁向一個空前廣闊的光明未來。