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儲(chǔ)能電池循環(huán)壽命

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從2016年開(kāi)始到2022年上半年,清潔能源設(shè)備測(cè)試機(jī)構(gòu)ITP Renewables一共發(fā)布了12個(gè)《鋰離子電池測(cè)試》,從第一階段、第二階段和第三階段測(cè)試,從不同儲(chǔ)能電池測(cè)試數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)讓我們對(duì)于目前使用的電池性能、容量保持率、充放電效率有了非常直觀的結(jié)果。

從2016年開(kāi)始到2022年上半年,清潔能源設(shè)備測(cè)試機(jī)構(gòu)ITP Renewables一共發(fā)布了12個(gè)《鋰離子電池測(cè)試》,從第一階段、第二階段和第三階段測(cè)試,從不同儲(chǔ)能電池測(cè)試數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)讓我們對(duì)于目前使用的電池性能、容量保持率、充放電效率有了非常直觀的結(jié)果。

我是這么理解,實(shí)際上儲(chǔ)能系統(tǒng)和純電動(dòng)汽車一樣,電池經(jīng)過(guò)EOL測(cè)試以后,在早期發(fā)生故障的可能性并不高,但是很多的問(wèn)題都是偏電子化的。而目前電池的SOH,整體的結(jié)果都是不錯(cuò)的。

▲圖1.整個(gè)測(cè)試過(guò)程的坎坷

圖2是三個(gè)階段所測(cè)試的電池,這里注意沒(méi)有有鉛酸電池(被證明儲(chǔ)能領(lǐng)域不能用);主要是圍繞三元和LFP這塊——由于循環(huán)壽命特性,LFP效果很好;而FZSoNick的鈉離子電池產(chǎn)品也很受人關(guān)注。

▲圖2.三個(gè)階段主要的電池

Part 1

測(cè)試壽命

●第一階段

索尼的儲(chǔ)能電池在幾家里面順利跑了下來(lái),從2016年開(kāi)始跑到整個(gè)測(cè)試結(jié)束,電池容量在最初呈線性下降,最近趨于穩(wěn)定。SOH 在3680次循環(huán)以后保持在81%, 2500個(gè)循環(huán)保持在83%,也就是后面1000個(gè)循環(huán)只下降了2%。

根據(jù)數(shù)據(jù)推算,預(yù)計(jì)Sony這款電池在7390次循環(huán)以后的SOH為60%左右。

●第二階段

第二階段的電池有我們熟悉的比亞迪、派能:

◎LG Chem RESU HV這款是3元的產(chǎn)品,2040個(gè)循環(huán),SOH為75%。

◎派能的US2000B產(chǎn)品是測(cè)試了2830個(gè)循環(huán),SOH為77%。

◎比亞迪的 B-Box LVS,1060個(gè)循環(huán),SOC為93%。

◎特斯拉Power Wall2 在2520個(gè)循環(huán),SOC為79%。

▲圖4.第二階段主要的幾款電池

如果按照現(xiàn)在的估算,電池容量達(dá)到60%,經(jīng)過(guò)的循環(huán)為:

◎比亞迪的LVS 5,640個(gè)循環(huán)。

◎美國(guó)??巳驴萍技瘓F(tuán) GNB  1,270個(gè)循環(huán)。

◎LG Chem RESU HV 3,360個(gè)循環(huán)。

◎派能Pylontech 4,995個(gè)循環(huán)。

◎Tesla Powerwall 2     4,885個(gè)循環(huán)。

這是估算的效果,當(dāng)然這些數(shù)據(jù)對(duì)業(yè)主來(lái)說(shuō)不太需要關(guān)心——如果每天做1個(gè)Cycle,3年也就是1000個(gè)循環(huán),個(gè)人消費(fèi)者確實(shí)不會(huì)太在意6年2000個(gè)循環(huán)以后的事情。這塊目前主要還是大儲(chǔ)能系統(tǒng),從基礎(chǔ)設(shè)施端提出了要求。

●第三階段

第三階段測(cè)試周期比較短,而且類似比亞迪也通過(guò)更新SOC窗口使得可用容量進(jìn)一步提升,目前有效可比的數(shù)據(jù)如下:

◎Fimer React 2電池模塊 再1740次循環(huán)以后還有86%,如下圖比較長(zhǎng)的那根線。

◎FZSoNick使用Na-NiCl2系統(tǒng)的循環(huán)次數(shù)為880次,SOH為94%。

▲圖5.第三階段測(cè)試數(shù)據(jù)

這些數(shù)據(jù)結(jié)果也能客觀反應(yīng)當(dāng)前的基于長(zhǎng)壽命開(kāi)發(fā)電芯的可能性,實(shí)際上也能讓我們客觀評(píng)估未來(lái)做 再循環(huán)次數(shù)多的電池,從電芯到其他外圍部件的可能性。這個(gè)壽命實(shí)驗(yàn)比較有價(jià)值的地方,是注入了溫度和SOC的從20%-80%的Cycle,如下圖6所示,當(dāng)然這個(gè)循環(huán)是很溫和的。

▲圖6.電池的壽命測(cè)試條件

Part 2

儲(chǔ)能電池的價(jià)格

面向儲(chǔ)能的價(jià)格好像攤上各種費(fèi)用都比較高,面向家用儲(chǔ)能的系統(tǒng)還在500-600美金/kwh,在當(dāng)前美國(guó)和歐洲的需求下,電池價(jià)格確實(shí)不太在乎。在2022年,儲(chǔ)能產(chǎn)品由于原材料成本增加、全球零部件短缺以及增加運(yùn)輸費(fèi),整個(gè)成本達(dá)到了一個(gè)高點(diǎn)。隨著儲(chǔ)能電池開(kāi)始逐步擴(kuò)量,這個(gè)價(jià)格也會(huì)持續(xù)下來(lái),不過(guò)由于海外電價(jià)波動(dòng)比較大,在儲(chǔ)能領(lǐng)域需求卻是上的特別快。

電池

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