文丨天晴了
随着减少碳排放成全球共识,全球能源转型迫在眉睫。
过去较为“冷门”的锌基电池正在悄然崛起,成为众多下一代电池技术中的重要玩家。
近日,国内领先的锌基储能电池公司大锌能源宣布完成数千万元Pre-A+融资,由华盖资本领投。
安全性超越传统锂电池不可否认,产业链完备、技术成熟的锂电池依旧是当前储能电池市场的主角。
不过,储能已成为企业新业务增长点的当下,储能业界对锂电池是“既爱又恨”,因为安全问题始终是锂电池难以克服的顽疾。
锌基电池之所以能脱颖而出,在于锌基电池的能量密度比锂电池低,但有着锂电池无法比拟的高安全性。
在储能场景下,巨量的电池包堆叠在同一空间内,而每一颗电芯都有起火的风险,一旦出现火情就难以控制。
锂电池由于易燃性和热失控风险,导致了多起起火和爆炸事件。这些事故不仅造成了巨大的经济损失,更直接对环境和人身安全构成了严重威胁。
因此,市场迫切需要更安全、更稳定的替代方案,以应对大功率储能应用中的挑战。
水系锌基电池的安全性极高,斧劈、钻孔、挤压、短路、枪击、火烧等情况下,不起火不爆炸,甚至在极端条件下也能保持稳定,还能在高功率放电下保持高稳定性。
稳定的安全性能让水系锌基电池发挥着更重要的作用。
在工作中,锌基电池能实现0.2C-10C电流放电,倍率性能远高于铅酸电池。
更广阔的商业前景锌基电池不仅在安全性要求较高的市场有着巨大的应用潜力,在成本层面相比于其他下一代电池也具有优势。
水系锌基电池的生产和回收过程均无污染,原材料无毒,不含铅、镉、汞等有害物质,回收率能高达90%以上。
目前市场上约90%的UPS电池是铅酸电池。然而,由于UPS是大功率场景,铅酸电池的倍率性能较差,导致在考虑功率需求时,电池必须超配。
相比之下,基于电芯高功率放电特性,水系锌基电池解决了传统铅酸用于UPS系统需要超配的问题。
锌基电池具有极好的功率性能,可以在不超配的情况下实现同样的UPS性能需求。这意味着用较少的锌基电池就能实现与铅酸电池相同的功率输出。
结合其高能量密度的特点,这使得UPS电池系统更加轻小,系统成本也更低。
具体看来,在同样功能下,可以实现电池包体积,重量约为铅酸的1/2~2/3。
在特定场景下,38Ah锌电池即可替代80Ah铅酸电池,基于更少电池的使用,获得低于传统UPS系统的价格。
这些特点使得锌电池在环保和安全方面具有显著优势,这与双碳环保的目标不谋而合。
锌电池技术有一百年以上的历史,但可充电锌基电池的产业化是近些年才取得的突破。
与成熟的锂电产业链相比,锌基电池的产业配套几乎是一片空白。这是锌能源作为先行者遇到的一个非常令人头疼的问题。
确实,从技术想象到商业化落地,锌电池面临的问题还有很多。
产线的搭建是其中比较难的问题,要把锂电池的产线迁移过来用不是那么容易。锂电池的隔膜是单层的,同时锌电池极片更厚,而锌电池的电池隔膜则是双层,锂电池产线的卷绕机就不能直接使用。这就要求锌电池从零开始,完成可充电锌基电池的产业化。
好在,市场也在慢慢理解并接受锌电池技术,大锌能源表示,以前去见客户的时候还要做一些“科普”,现在基本不需要科普。
但这也并不意味着,锌电池已经取代锂电池,成为主流技术,要市场接受锌电池依然需要一个过程。
大容量电芯竞争激烈近年来,在新能源替代化石能源的进程中,储能市场迎来爆发式增长。国内外也陆续出现了超大型储能项目,不少企业投入到储能行业中。
储能是新能源的下一个风口已经是共识。储能行业也开始“内卷”,大容量电芯具备显著的降本优势,可为企业带来更好的价格竞争力,驱动着储能电芯厂商开启了容量竞赛,储能电池容量已由最初的280Ah、314Ah狂奔向500Ah+。
据不完全统计,2023年共有23家企业发布40款300Ah+电芯,宣布于2023年量产的有14款,有一半是314Ah电芯。
资料显示,目前市场上的40款300Ah+储能电芯,有20种容量的电芯,其中314Ah的有9款,305Ah有5款,4款320Ah,3款306Ah、315Ah和300Ah各2款,其余如310Ah、325Ah、330Ah、340Ah、350Ah、360Ah、375Ah、380Ah各1款。
随着市场越来越细分,当下动力电池和储能电池开始出现分化,相比动力电池,储能电池要求电池循环寿命更长。
动力电池追求高功率密度、高能量密度,对循环寿命没有那么苛刻,通常达到3000~4000次即可满足市场需求。
而储能电池则对充放电倍率、能量密度等指标较为宽容,但是对循环寿命更为看重,为了达到10年左右的使用年限,通常要求循环寿命达到6000次以上。
不过,眼下大容量储能电芯的量产和应用技术仍处于探索阶段。
宁德时代的最新动作还停留在官宣去年年底启动了530Ah储能电芯产线的建设上,而海辰和蜂巢也许久未透露各自大容量电芯量产技术的进展。
确实,要在这一领域占得先机,必然还要解决一系列量产难题,以确保技术的稳定性和可靠性。
为了提升储能系统的体积能量密度,往往要把每一寸空间都利用起来,电芯串并联数量非常之多,这也在客观上增加了发生安全事故的概率,以及事故发生后的处置难度。
资料显示,针对系统高压化、大电芯高倍率带来的大电流带来的电芯安全性问题,多家企业通过减小电芯内阻、热电分离、设置防爆阀和定向排气道等措施提升大容量电芯的安全性能。
也有业内人士表示,大电芯的趋势没有错,但一定要冷静把握好节奏。在技术尚不成熟和没有行业标准的情况下,如果发展过于激进,可能反而不利于电池企业发展。
储能行业也面临同样的价格困境,储能产品价格持续下跌,电芯从2023年初的0.9元—1.0元/Wh下降至目前的0.3元—0.4元/Wh,系统均价也降至0.5元—0.6元/Wh,价格直接腰斩。项目低价中标频频上演,部分成交价已逼近甚至击破成本线。
今年以来,储能行业正面临着前所未有的双重挑战:国内市场极度激烈的竞争态势,以及国外户用储能领域去库存的“危险期”。
随着桑顿新能源的破产重组、安福国锂破产倒闭,2024年储能市场正在洗牌。
锌电池能否在这场能源之战中,闯出一片天?