2022年是储能赛道爆发元年,2023年储能赛道加速爆发。主要原因有二点:一是,2021年以来,全国大部分省份要求风光电站配置储能,而且配套比例有进一步提升,中国逐步成为全球最大的光伏市场,将进一步带动储能市场需求。二是,双碳背景下,新型电力系统构建加速,在政策、资本、技术等进一步助力下,储能正在加速爆发。
大储产品电芯设计过程中,280AH-310AH大容量电芯逐渐成为电力储能赛道竞逐的“利器”。高工产业研究院(GGII)统计数据显示,截至2022年底,280Ah产品在国内电力储能和工商业储能项目渗透率已达80%以上。包括宁德时代、瑞浦兰钧、比亚迪、亿纬储能、海辰储能、鹏辉能源、赣锋锂电、远景动力、中创新航、力神等10余家企业主力供应国内280Ah电力储能电池产品。
280Ah 及以上大电池优势主要集中在:在 pack 端零部件使用量减少,拥有天然的成本优势;体积能量密度更高;电池数量减少,数据收集精度提高,安全性提升;使用大电池在后端集成领域装配工艺简化度高。
1.280AH产线布局
2022年开始,280AH铝壳电池产线设计速度12PPM,2023年行业最高可以做到18PPM/线。12PPM产线,对应年产能4GWH规模。

2.280AH产品设计
A.全极耳卷绕工艺
主要优势:1)自动化程度高,易于自动化。2)制作成本低,后期管理成本较高。
主要劣势:1)内阻高极化大:一部分电压被消耗于电池内部极化,正负极只有单一极耳,充放电倍率性能差;
2)电池厚度难以控制:由于电芯内部结构不均一,极耳处、隔膜收尾处、电芯的两边容易厚度不均。


B.叠片工艺
电芯叠片工艺主要有以下三点优势:1)叠片电池的极耳数量是卷绕的2倍,极耳数量的增加使得电子传输距离更短,电阻相比卷绕电池低10%-15%,产热更小,理论循环寿命更长,满足大规模储能对高安全性和超长循环寿命的要求;2)叠片电池在封装极片过程中不存在C角问题,能够充分利用壳体边角空间,提升体积和质量能量密度,有利于减少储能系统占地面积和土建支出;3)叠片不存在C角内应力不均衡问题,在长期电池循环使用中每层极片可保持界面相对平整,避免电流分布不均等问题,在中后期容量保持能力较优秀。
劣势:1)容易虚焊:多层正极或负极极耳要焊接到一起,难以操作且容易造成虚焊;
2)设备效率慢:目前国内叠片机效率多在0.8s/片的速率,与进口叠片机0.17s/片的效率差距较大。
3)投入成本高、后期维护成本非常高。


C.280A产品设计方案(卷绕)
1)产品规格表:

2)产品设计表

3)产品外形图:



4)铝壳电池爆炸图

4.主要工艺和设备选型
1)常见铝壳电池主要工艺流程

2)主要设备选型

5.灯塔工厂建设
灯塔工厂建设标准:采用自动化、工业物联网(IIOT)、数字化、大数据分析、第五代移动通信技术(5G)等技术。采用七大智能制造技术:A.人工智能、B.大数据、C.云计算、D.数字孪生、E.边缘计算、F.射频技术、G.5G建立极限制造体系架构,打造以智能制造平台为核心,多平台多系统深度交互的工业化和信息化融合生态平台,支撑极限制造目标的实现。

6.模组、Pack、簇、集成柜

大储产品电芯设计过程中,280AH-310AH大容量电芯逐渐成为电力储能赛道竞逐的“利器”。高工产业研究院(GGII)统计数据显示,截至2022年底,280Ah产品在国内电力储能和工商业储能项目渗透率已达80%以上。包括宁德时代、瑞浦兰钧、比亚迪、亿纬储能、海辰储能、鹏辉能源、赣锋锂电、远景动力、中创新航、力神等10余家企业主力供应国内280Ah电力储能电池产品。
280Ah 及以上大电池优势主要集中在:在 pack 端零部件使用量减少,拥有天然的成本优势;体积能量密度更高;电池数量减少,数据收集精度提高,安全性提升;使用大电池在后端集成领域装配工艺简化度高。
1.280AH产线布局
2022年开始,280AH铝壳电池产线设计速度12PPM,2023年行业最高可以做到18PPM/线。12PPM产线,对应年产能4GWH规模。

2.280AH产品设计
A.全极耳卷绕工艺
主要优势:1)自动化程度高,易于自动化。2)制作成本低,后期管理成本较高。
主要劣势:1)内阻高极化大:一部分电压被消耗于电池内部极化,正负极只有单一极耳,充放电倍率性能差;
2)电池厚度难以控制:由于电芯内部结构不均一,极耳处、隔膜收尾处、电芯的两边容易厚度不均。


B.叠片工艺
电芯叠片工艺主要有以下三点优势:1)叠片电池的极耳数量是卷绕的2倍,极耳数量的增加使得电子传输距离更短,电阻相比卷绕电池低10%-15%,产热更小,理论循环寿命更长,满足大规模储能对高安全性和超长循环寿命的要求;2)叠片电池在封装极片过程中不存在C角问题,能够充分利用壳体边角空间,提升体积和质量能量密度,有利于减少储能系统占地面积和土建支出;3)叠片不存在C角内应力不均衡问题,在长期电池循环使用中每层极片可保持界面相对平整,避免电流分布不均等问题,在中后期容量保持能力较优秀。
劣势:1)容易虚焊:多层正极或负极极耳要焊接到一起,难以操作且容易造成虚焊;
2)设备效率慢:目前国内叠片机效率多在0.8s/片的速率,与进口叠片机0.17s/片的效率差距较大。
3)投入成本高、后期维护成本非常高。


C.280A产品设计方案(卷绕)
1)产品规格表:

2)产品设计表

3)产品外形图:



4)铝壳电池爆炸图

4.主要工艺和设备选型
1)常见铝壳电池主要工艺流程

2)主要设备选型

5.灯塔工厂建设
灯塔工厂建设标准:采用自动化、工业物联网(IIOT)、数字化、大数据分析、第五代移动通信技术(5G)等技术。采用七大智能制造技术:A.人工智能、B.大数据、C.云计算、D.数字孪生、E.边缘计算、F.射频技术、G.5G建立极限制造体系架构,打造以智能制造平台为核心,多平台多系统深度交互的工业化和信息化融合生态平台,支撑极限制造目标的实现。

6.模组、Pack、簇、集成柜
