第07版:行业观察

中国能源报 2024年09月09日 星期一

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固态电池用于储能项目受关注

■本报记者 姚美娇 《 中国能源报 》( 2024年09月09日   第 07 版)

  近期,乔治费歇尔金属成型科技(昆山)有限公司4.5MW/8.94MWh储能项目开工,该储能项目采用半固态磷酸铁锂电池,系统总容量配置为4.5MW/8.94MWh。

  作为电池技术的“明星”,固态电池除了在车用领域备受瞩目,近年来也越来越多地应用于储能项目,为推动能源转型贡献力量。在业内人士看来,固态电池的高稳定性以及长循环寿命特性使其成为储能领域新宠。未来随着技术难点不断攻克、商业化进一步提速,固态电池有望在储能发展中进一步发挥重要作用。

  ■ 储能应用提速

  截至目前,宝马、丰田等多家车企均已宣布固态电池装车时间点,加速推进商业化应用。值得注意的是,除车用领域外,固态电池在储能领域的应用也愈发受关注。

  今年以来,已有多个固态电池储能项目实现投运、开工、并网。7月29日,嘉兴市秀洲区悉科1237产业园466kWh固态电池储能项目顺利竣工,成为浙江嘉兴地区首个用户侧固态电池储能技术应用项目。

  6月,全球首套原位固态化固态电池电网侧大规模储能电站项目——浙江龙泉磷酸铁锂储能示范项目正式实现全容量并网。该项目为浙江省“十四五”新型网侧储能示范项目之一,也是浙江省接入电压等级(500千伏剑川变)最高的采用1500伏液冷的原位固态化半固态电池储能电站。项目融合了半固态电解质、原位固态化、预埋锂等多项自主创新技术。

  同在6月,由中国中车集团旗下中车株洲所设计、施工、供应设备的中电建新疆巴里坤156MW/624MWh储能项目正式投入运营。该项目配置了150MW/600MWh磷酸铁锂电池舱、2.5MW/10MWh半固态电池储能系统、2.5MW/10MWh全钒液流储能系统和1MW/4MWh钠离子电池储能系统,形成了多元储能体系。

  业内有观点称,固态电池作为储能技术路线的重要补充,有望成为储能行业的下一个热点。

  ■ 降低安全风险

  目前来看,储能项目中大多使用锂离子电池。在业内人士看来,相较于传统锂离子电池,固态电池具有更稳定的性能,能够显著提升储能电站的安全性。

  据了解,近年来储能电站的高速发展的同时,也面临更严峻的安全挑战。中国化学与物理电源行业协会储能应用分会副秘书长陈永翀近期公开表示,目前锂电储能存在瓶颈问题,例如电芯级别的本质安全,电芯不能热失控和燃烧爆炸。“锂电储能还做不到这一点,因此大家对于锂电用于未来大规模储能心存疑虑。”

  一位电池行业人士在接受《中国能源报》记者采访时谈到,一个储能电站的电芯数量远大于车辆动力电池包内的电芯数量。因此原本着火概率较低的电芯,在数量超大的情况下组成超大系统,会增加整个电站的起火概率。

  “传统的锂离子电池使用的是液体电解质,而固态电池使用固态电解质,这种电解质具有不易燃、无腐蚀、不挥发等特性,可解决液态电池存在的内部漏液、短路等安全隐患,降低电池起火、爆炸等风险,保障电站安全运行。另外,固态电池的长循环寿命,也提高了电池使用寿命,降低设备维护成本。”国际智能运载科技协会秘书长张翔向《中国能源报》记者表示。

  不过,张翔也提到,固态电池目前仍主要用于车端。“固态电池生产工艺尚不成熟,在实际生产过程中废品率较高,导致生产成本偏高,一般搭载在价格相对较高的车型上。”

  整体来看,固态电池在储能领域展现出巨大潜力和优势,未来随着市场需求的增长以及技术的不断进步,固态电池在储能领域的应用规模有望进一步增长。

  ■ 性能仍待优化

  值得注意的是,虽然固态电池因其安全性能优异等特点被广泛看好,但目前多数企业所研发生产的固态电池实际上仍处于包含部分液态电解质的半固态阶段。实践表明,半固态电池在性能、技术成熟度上未达到预期,电解液含量的控制是关键问题之一。

  为实现全固态电池的理论安全水平,企业还需加强研发,进一步优化材料体系和工艺流程。“从性能上看,半固态电池对于电池能量密度并没有特别明显的提升,虽然现在许多企业都在积极生产半固态电池,但未来肯定还是会走上全固态路线。”中国电池产业研究院院长吴辉近期接受《中国能源报》记者采访时说。

  整体来看,固态电池作为一种新型的能源存储技术,正逐步成为储能市场新宠。此外,固态电池在低空经济、消费电子等领域的应用也备受关注,未来有望实现应用领域的“多点开花”。以低空领域为例,固态电池的高能量密度特性非常贴近低空场景电池要求,能够使低空飞行器在相同体积或重量下携带更多电能,提升续航能力。

  中信建投研报指出,固态电池若能发挥并强化安全性的优势,力争占据能量密度优势,将倍率、循环寿命和工艺性进一步优化,则可巩固其优势场景下的核心潜在客户;如果性能和成本有所突破,其市场空间会扩大,并成为锂电池的关键技术路线,预计到2025年,全球各类固态电池市场或达千亿元规模。