4月11日，南都電源重磅發(fā)布690Ah超大容量儲能專用電池。這是南都電源在鋰電儲能大電池時代，突破當前280/314Ah電池尺寸規(guī)格，將單體電池容量大幅提升的重要技術升級。
新品儲能電池基于690Ah尺寸規(guī)格，可兼容650Ah至750Ah的容量。搭載該款電池的20尺儲能系統(tǒng)容量可達6MWh。
一系列關鍵技術創(chuàng)新，使南都690Ah電池擁有20年超長壽命，體積能量密度達380-440Wh/L，循環(huán)壽命高達15000次，單體能量超過2度電，能量效率超96%，同時實現(xiàn)了系統(tǒng)五年“零”衰減。
五年“零”衰減實現(xiàn)儲能系統(tǒng)降本增效
儲能企業(yè)紛紛推出大電池的背后，最核心目的仍是進一步降本。由于電池容量變得更大，系統(tǒng)集成時使用的電池數(shù)量和零部件數(shù)量更少、效率更高。
相較于行業(yè)普遍的280/314Ah電池方案，南都690Ah超大儲能電池在電芯、系統(tǒng)、制造三個維度實現(xiàn)降本增效，提高了儲能項目的整體收益。
在電池層面，南都690Ah超大儲能電池的電池殼、箔材等結構件數(shù)量可減少50%，疊片效率提升150%;從系統(tǒng)設計角度出發(fā)，由于電池串并聯(lián)數(shù)量大幅減少，可減少50%的系統(tǒng)電氣連接部件。
相較于280Ah電池方案，南都690Ah電池實現(xiàn)了電池層級綜合成本降低10%以上，PACK和系統(tǒng)層級降本超過25%，集成效率提高75%，制造效率提升22%。
“這種化繁為簡的設計，使得電池管理更簡易，系統(tǒng)維護成本也會相應大幅降低。”南都電源副總裁、總工程師相佳媛說。
此外，儲能系統(tǒng)成本中電池占比非常高，電池衰減成本也成為投資方的一大痛點。
南都690Ah超大儲能電池采用低膨脹低鋰耗負極、高溫極致穩(wěn)定電解液和固態(tài)電解質技術，穩(wěn)固陽極界面、均勻鋰離子分布，解決了電池陽極坍塌和鋰枝晶難題，同時以正負極雙重補鋰技術，全生命周期補償鋰損失，保證了儲能系統(tǒng)五年“零”衰減。
超大電池的安全如何保障？
電池越大，產(chǎn)熱量就越大，熱失控的風險也隨之增加，這無疑對電池本征安全提出了更嚴苛的要求。
南都電源從電池材料入手，利用固態(tài)電解質構筑準固態(tài)導鋰界面，電解液用量降低30%，可燃性組份更少，熱失控后內部溫度大幅降低。與此同時，公司突破了鹵化物電解質關鍵材料技術，離子電導率接近10-3S/cm，解決了固態(tài)電解質導電率差的問題。
相確保電池安全性，南都電源從電化學體系、結構和工藝多方面進行設計優(yōu)化。通過SNS低產(chǎn)熱技術的創(chuàng)新性應用，在690Ah電池能量較280Ah提升140%的情況下，電池0.5P充放電溫升小于4℃，熱失控后最高溫度下降50℃。
實現(xiàn)更優(yōu)循環(huán)性能
在安全的基礎上，南都電源又在電池循環(huán)壽命提升上尋求突破。南都690Ah電池以高溫極致穩(wěn)定電解液抑制高溫副反應，電極界面更為穩(wěn)固，從而達到長循環(huán)的目的。
針對長循環(huán)關鍵技術難題，南都690Ah電池以“超低膨脹系數(shù)、低鋰耗人造石墨技術”和“雙重補鋰技術”，解決了負極膨脹問題和鋰損耗問題。
南都電源自主研發(fā)的“超低膨脹系數(shù)、低鋰耗人造石墨技術”，能使鋰離子優(yōu)先嵌入結構更加穩(wěn)定的石墨，有效降低脫嵌鋰引起的石墨膨脹，膨脹率減少20%，提升了材料結構的穩(wěn)定性。
電池中鋰離子的損耗會直接影響鋰電池壽命，安全、高效的補鋰技術就非常關鍵。南都電源采用正極和負極的雙重補鋰技術，精準補償電池全生命周期的鋰損失，并實現(xiàn)循環(huán)過程中鋰離子的可控緩釋，提高了電池循環(huán)性能和能量密度。
南都電源電池研發(fā)部負責人茆志友說：“通俗點講，超低膨脹系數(shù)、低鋰耗人造石墨技術是增強電池自身‘免疫力’，從而達到較低的鋰損耗;雙重補鋰技術是‘提前補充能量’。經(jīng)驗證，兩種技術均顯著提高了南都690Ah電池的循環(huán)性能，實現(xiàn)了萬次循環(huán)壽命。
長短時儲能全覆蓋
為提升可再生能源利用率，實現(xiàn)GWh甚至TWh級別的單體儲能，全球對長時儲能的需求非常迫切，但受成本、技術等多重因素制約，目前市場上大部分儲能項目時長都在2-4小時。
南都690Ah超大儲能電池不僅能滿足應急調頻、用戶側應急使用等短時儲能需要，也可以滿足電網(wǎng)調峰、補充用電缺口等長時儲能的需求，實現(xiàn)1至8小時儲能場景的全覆蓋應用。
此外， 690Ah電池還解決了長時儲能系統(tǒng)成本高、效率低的痛點。“從材料性能與具體應用場景符合度的角度考慮，大電池鋰電儲能系統(tǒng)在未來一段時間內，將是電化學儲能的理想方案。”相佳媛說。
目前，南都690Ah超大容量儲能專用電池已通過短路、過充、擠壓、針刺、跌落等檢測實驗，獲得UL9540A、GB/T36276、UL1973、IEC62619、UN38.3等多項安全認證，將于2024年9月全球交付。
