La célula de gran capacidad de 280 Ah puede unificar el sistema de almacenamiento de energía
Células de batería de gran capacidad de 280 Ah
Las células de gran capacidad, actualmente populares en la industria de los ESS, pueden aumentar enormemente la densidad energética del sistema de almacenamiento de energía y constituyen una de las tendencias importantes en las opciones de desarrollo de sistemas.
Recientemente, Xiamen Haichen New Energy, CALB, Ruipu y Chuneng New Energy han ampliado su producción de baterías de 280 Ah. El 29 de mayo, la fábrica inteligente M1 de la primera fase del proyecto de fabricación inteligente de baterías de litio de Xiamen Haichen New Energy fue entregada e inició la producción.
La disposición general de la planta es de 5 líneas de producción de baterías de litio, con una capacidad de producción anual de 15GWh. El 19 del mismo mes, también anunció que invertiría 13.000 millones de RMB en la construcción de una base de producción de baterías de litio de almacenamiento de energía de nueva generación de 50GWh en Chongqing, centrada en ampliar la producción de productos de baterías de 280Ah para aplicaciones de almacenamiento de energía.
A finales de mayo, China Innovation Airlines lanzó productos de almacenamiento de energía para el mercado náutico, que abarcan baterías de 280 Ah y otras series, así como diversos paquetes de baterías. Hay varios indicios de que las baterías de gran capacidad están penetrando poco a poco en el mercado.
Más de Los 10 principales fabricantes de células LiFePO4 en China han vendido baterías de 280 Ah en China
| Número de serie | Fabricantes | Tiempo de comercialización（año） |
|---|---|---|
| 1 | CATL | 2020 |
| 2 | EVE | 2021 |
| 3 | Ruipu | 2021 |
| 4 | Hitio | 2021 |
| 5 | Lishen | 2021 |
| 6 | Guoxuan hi-tech | 2021 |
| 7 | Penghui | 2021 |
| 8 | CALB | 2021 |
| 9 | Narada | 2022 |
| 10 | Chuneng | 2022 |
Tanto las baterías de litio cilíndricas como las cuadradas evolucionan gradualmente hacia una mayor capacidad de una sola célula. Las baterías cilíndricas de litio se han desarrollado continuamente desde las 18650 hasta las 21700, 4680 y otros cilindros de gran tamaño, y las baterías cuadradas de litio han evolucionado desde las celdas de tamaño VDA, a las de plataforma MEB, y luego a las actuales baterías de cuchillas (largas y cortas).
La dirección de la evolución tecnológica es principalmente hacia la célula única La capacidad de la célula corpórea se ha mejorado y desarrollado continuamente. La mejora gradual de la capacidad de la célula única de la célula cuadrada desde los 50/100Ah del pasado hasta la célula de gran capacidad de 280Ah también se ajusta a la tendencia de evolución mencionada.
En 2020, CATL lanzará sus baterías de 271Ah y 280Ah de larga duración, completará las pruebas UL 9540A y alcanzará la producción en masa a gran escala. Basándose en esta tecnología de celdas de larga duración, CATL, como uno de Las 10 principales empresas de baterías eléctricas lanzó el armario eléctrico exterior refrigerado por líquido EnerOne en 2020.
Este producto utiliza una batería de litio hierro fosfato de 280Ah con una tasa de descarga de 1C y una vida útil de 10.000 ciclos. Sin embargo, la era Ningde nunca imaginó que abriría la era de las baterías de 280Ah de almacenamiento de energía.
En la actualidad, la atención de los propietarios e inversores de fases posteriores sobre las grandes baterías de 280Ah está aumentando rápidamente: En enero de 2022, China Huaneng Group publicó un anuncio de licitación para la adquisición y arrendamiento de baterías de almacenamiento de energía, comprando un total de 2GWh de baterías de almacenamiento de energía, y requiriendo una capacidad única no inferior a 280Ah ;
Jiangsu Tianhe también compró 150/280/300Ah celdas de batería de litio a la filial de Penghui, Jiangsu Tianhui, en febrero de este año, por un valor contractual de 600-900 millones de RMB. Las celdas de gran capacidad se han convertido en un producto importante para que las empresas de celdas entren en el mercado de almacenamiento de energía a gran escala de gama alta y obtengan pedidos de gigavatios-hora.
Las baterías de 280 Ah pueden unificar el sistema de almacenamiento de energía
¿Qué tamaño tiene la célula de la batería del sistema de almacenamiento de energía? Todavía hay cierta controversia en la industria. Al ser diferente de China, las celdas ternarias de Samsung SDI y LG Chem en otros países no superan los 120Ah, especialmente Tesla ha llevado al extremo las ventajas de las celdas pequeñas.
Algunos empresarios dijeron a la alta tecnología de almacenamiento de energía que la batería de 280Ah se deriva de la batería de potencia. Sin embargo, el almacenamiento de energía es un campo muy diferente de la energía, por lo que si 280Ah se convierte en la corriente superior queda por verificar. La batería de almacenamiento de energía de 320Ah de BYD también estará disponible en breve.
Zhongtian Technology New Energy Industry Group, que eligió baterías de almacenamiento de energía de gran tamaño de 210 Ah, dijo que la batería no es la búsqueda de una gran capacidad, sino que debe tener en cuenta la seguridad y el largo ciclo de vida.
En aquel momento, Zhongtian Energy Storage eligió baterías de 210 Ah basándose principalmente en consideraciones de coste de inversión. Ampliar las baterías es seguir la ley de desarrollo del mercado, y también tener en cuenta los elevados requisitos de seguridad del almacenamiento de energía en el lado de la red.
En general, a las células de gran capacidad les resulta relativamente más difícil disipar el calor, el control de la consistencia del sistema de almacenamiento de energía es más difícil y su densidad energética es mayor;
Cuando las células pequeñas requieren múltiples conexiones en serie y en paralelo en el proceso de integración del sistema, es imposible que el BMS y el EMS tomen muestras de cada nodo. Coste elevado.
Debido a las limitaciones del BMS, la celda única de la pila de almacenamiento de energía debe ser grande, pero no infinitamente grande. Porque cuanto mayor sea la celda de la batería, mayor será la energía, y una vez que hay un riesgo, la tasa de liberación y la energía son mayores. Así que no se puede perseguir ciegamente lo grande. El principio general debe basarse en la alta seguridad y el largo ciclo de vida.
Cada vez son más las empresas que se dedican a la investigación y el desarrollo de pilas de 280 Ah, por no hablar de las prácticas de esos potentes fabricantes.
Debido al profundo acoplamiento entre las especificaciones de las celdas y el diseño de los productos, desde la perspectiva de las leyes de desarrollo de la industria, las celdas de las baterías convergerán de forma natural hacia una especificación unificada. En la actualidad, el tamaño de 280 Ah es generalmente reconocido como una especificación unificada a corto plazo.
Con la iteración de la tecnología, la capacidad de las celdas puede seguir aumentando, pero el tamaño se irá fijando gradualmente. Desde el punto de vista de los integradores, será necesario unificar gradualmente las especificaciones de las celdas de las baterías en el mercado.
Ventajas y retos técnicos de las células de 280 Ah
Las baterías de gran capacidad de 280 Ah están siendo reconocidas gradualmente por el mercado de almacenamiento de energía a gran escala, y esta tendencia sigue siendo evidente.
Las ventajas incluyen cuatro puntos: 1. 1. Reduce el número de conexiones paralelas; 2. Admite sistemas de almacenamiento de energía de mayor duración; 3. Gestión BMS más sencilla; 4. Ventaja de coste para aplicaciones de gran volumen.
En comparación con las baterías de 50-100Ah de capacidad, las ventajas de las celdas grandes de 280Ah y superiores se concentran principalmente en:
1) Se reduce el uso de componentes en el extremo del envase, lo que tiene una ventaja de coste natural; la densidad de energía volumétrica es mayor;
2) Las células más grandes son más fáciles de obtener alta capacidad; la seguridad mejora;
3) El uso de grandes células en el campo de la integración de back-end tiene un alto grado de simplificación del proceso de montaje, lo que puede ahorrar en gran medida el coste de la infraestructura terrestre, contenedores, etc.
Gracias a estas ventajas, las baterías de 280 Ah están acelerando la sustitución de las baterías tradicionales de 50 y 100 Ah en escenarios como la generación de energía eólica y solar, la red eléctrica, el almacenamiento compartido de energía y algunas aplicaciones ESS móviles a gran escala que buscan bajo coste, gran capacidad y seguridad.
En cuanto al proceso de producción, las pilas grandes de 280Ah tienen principalmente dos procesos: laminación y bobinado. Entre ellos, las ventajas del bobinado son el alto grado de automatización, la alta eficiencia de producción, y la eficiencia de la línea de producción puede alcanzar 9-11PPM.
Sin embargo, la batería de 280Ah producida por bobinado tiene poca uniformidad, y la tensión mecánica de la batería y el aumento del grosor presentan problemas como el ángulo C.
El proceso de laminación se deriva de la batería soft pack. Debido a la mayor superficie de contacto de la pieza polar, no hay problemas como la tensión mecánica y el ángulo C, y los productos de célula grande producidos tienen mejor consistencia y mayor vida de ciclo. Las desventajas del proceso de laminación incluyen principalmente la eliminación de rebabas de la pieza polar y la baja eficiencia, y la tasa de rendimiento no es tan buena como la del proceso de bobinado.
La pila única a gran escala también plantea ciertos retos al desarrollo y la producción del producto. El primero es el aumento del volumen y la capacidad de la batería, que conlleva el deterioro del rendimiento de disipación del calor de la propia batería, y el segundo es que el problema de abombamiento de la batería es más evidente que en el modelo anterior.
Por último, la eficiencia de producción de las celdas grandes de 280Ah es baja, y la eficiencia de la línea de producción de las principales empresas es de 6~11PPM, muy inferior a la de las celdas cuadradas de 50Ah y 100Ah.
En este contexto, el desarrollo a gran escala de 280 Ah exigirá inevitablemente una innovación en los conceptos de diseño de las células, especialmente en lo que se refiere al diseño del equilibrio térmico y eléctrico, y a la tecnología de gestión térmica.
Batería de alto voltaje es también una tendencia importante en la tecnología de baterías de almacenamiento de energía, puede obtener información relevante en el enlace.
