最近車圈最火的新聞莫過于小米YU7的發(fā)布。近年來，國產(chǎn)新能源車之間的亂斗可謂神仙打架，各廠商圍繞使用體驗(yàn)這一核心客戶價(jià)值，使出渾身解數(shù)升級(jí)產(chǎn)品，最終受益的是車主群體。在推介自家產(chǎn)品時(shí)，各廠商都圍繞續(xù)航、智駕體驗(yàn)等核心指標(biāo)去全維對(duì)比，沒有誰整場(chǎng)發(fā)布會(huì)都在說自家車的沙發(fā)是什么材質(zhì)的、自家電池多少度。

然而，筆者所在的儲(chǔ)能領(lǐng)域，近來就出現(xiàn)了這樣的怪現(xiàn)象。隨著500Ah+、600Ah+大電芯的橫空出世，行業(yè)太多目光被容量之爭(zhēng)的低價(jià)值內(nèi)卷吸引了過去。然而，電芯終歸只是儲(chǔ)能系統(tǒng)的一個(gè)設(shè)備而已，儲(chǔ)能電站能否兌現(xiàn)多元化價(jià)值，靠的遠(yuǎn)不是電芯這一個(gè)設(shè)備，全維系統(tǒng)能力才應(yīng)該是各家競(jìng)逐的賽道。

電芯尺寸，被高估的“異位價(jià)值”

作為組成儲(chǔ)能系統(tǒng)的基本單元，電芯成本約占系統(tǒng)成本的6成左右，所以成為各方競(jìng)逐的焦點(diǎn)。然而，有很多人存在認(rèn)知誤區(qū)，將電芯直接等同于儲(chǔ)能系統(tǒng)。實(shí)則，電芯是能量存儲(chǔ)容器，而儲(chǔ)能系統(tǒng)相當(dāng)于電站。

儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅包含電芯，還有PCS、EMS、BMS等，需要系統(tǒng)性管理電壓、頻率等，才能高效安全運(yùn)行。打個(gè)比方，儲(chǔ)能好比水電站，電芯如同水庫，而系統(tǒng)要承接負(fù)荷和電網(wǎng)，需具備電網(wǎng)特性與構(gòu)網(wǎng)功能，還需大壩（控制系統(tǒng)）和發(fā)電機(jī)（轉(zhuǎn)換設(shè)備）這樣的關(guān)鍵設(shè)備調(diào)控。

因此，電芯的容量和尺寸只是儲(chǔ)能系統(tǒng)中一個(gè)小要素，將其等同于儲(chǔ)能系統(tǒng)來討論，便犯了將局部無限拔高替代整體的錯(cuò)誤。

關(guān)于電芯尺寸的硝煙戰(zhàn)早已有之，但近來突然上了風(fēng)口浪尖，起因是與兩大巨頭最近的市場(chǎng)動(dòng)作不無關(guān)系。

6月5日，儲(chǔ)能系統(tǒng)商陽光電源發(fā)布全新一代智儲(chǔ)平臺(tái)PowerTitan 3.0，采用了可量產(chǎn)的疊片工藝684Ah儲(chǔ)能電芯。緊隨其后，電芯廠商寧德時(shí)代宣布量產(chǎn)卷繞工藝的587Ah電芯。

一時(shí)間，坊間關(guān)于兩種電芯孰優(yōu)孰劣的論戰(zhàn)開始分野。不可否認(rèn)，大容量電芯的確能帶來能量密度、安全性等很多方面的性能優(yōu)勢(shì)，例如陽光電源的PowerTitan 3.0儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量密度高達(dá)500kWh/㎡以上，其中，684Ah大電芯就功不可沒。值得一提的是，相比不含PCS柜的傳統(tǒng)儲(chǔ)能，采用AC存儲(chǔ)，交直流一體的PowerTitan 3.0系統(tǒng)的實(shí)際能量密度其實(shí)更高。剔除PCS的話，其真實(shí)能量密度已達(dá)到570kWh/㎡，可幫客戶節(jié)省占地面積45%，大幅降低CAPEX。

大尺寸電芯還能帶來減少電氣連接點(diǎn)數(shù)量、降低故障率等好處。但電芯并非越大越好，綜合考慮安全、尺寸、重量、工藝、系統(tǒng)成本等條件，實(shí)現(xiàn)電芯到電站能量密度、能效、安全、散熱、壽命的最優(yōu)平衡。也就是說，電芯容量盡量做大的前提，是其與整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能效、安全、運(yùn)維等全要素更好地適配。不顧系統(tǒng)整體適配性一味做大電芯，好比給緊湊型家用車裝上V12發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，不僅發(fā)揮不出發(fā)動(dòng)機(jī)的全部性能，還給整輛車的行駛平順性、安全和舒適性增加隱患。

因此，行業(yè)在論述684Ah儲(chǔ)能電芯優(yōu)于587Ah電芯時(shí)，必須嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馗郊右粋€(gè)限定條件——兩者分別采用的是疊片、卷繞哪條技術(shù)路線。

疊片VS卷繞，技術(shù)路線的攻守戰(zhàn)

先拋出一個(gè)行業(yè)已經(jīng)逐漸形成共識(shí)的結(jié)論：684Ah儲(chǔ)能電芯優(yōu)于587Ah電芯的前提，必須是前者采用了疊片工藝。事實(shí)上，當(dāng)下幾乎所有600+Ah電芯，都全部倒向了疊片工藝技術(shù)路線。在高能量密度、長壽命場(chǎng)景下，600Ah左右卷繞電芯無法兼顧大容量和高倍率要求，容量變大后存在內(nèi)阻高，可能存在應(yīng)力過大導(dǎo)致結(jié)構(gòu)斷裂或鋰枝晶析出等安全風(fēng)險(xiǎn)。

一個(gè)殘酷卻不得不面對(duì)的事實(shí)是，587Ah不是卷繞電芯“剛剛好”的尺寸，而是其容量的盡頭。

疊片工藝不是卷繞工藝的替代者，而是大容量場(chǎng)景的最優(yōu)解。這是兩者完全不同的技術(shù)路線先天決定的。

卷繞技術(shù)將正極極片、隔膜與負(fù)極極片按序卷繞后擠壓成型，其容量存在極限。

在當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)大容量電芯需求加劇下，卷繞技術(shù)顯然有些跟不上“步伐”，因?yàn)橛忻黠@的R角，所以在空間利用率上相對(duì)低，限制了能量密度，而且極片受力不均易褶皺錯(cuò)位，影響性能，從而提升良率較困難；加上電阻大、損耗大、發(fā)熱明顯，影響壽命與安全。

在低容量、短時(shí)長場(chǎng)景下，卷繞電芯憑借成熟工藝、低成本及強(qiáng)適配性更具優(yōu)勢(shì)。

到了600+Ah以上大容量電芯，之所以必須采用疊片技術(shù)，是因?yàn)榀B片技術(shù)沒有R角設(shè)計(jì)，空間利用率會(huì)更高，從而能量密度提升5%-10%；極片在受力方面均勻，排氣也順暢，安全性更高；扁平結(jié)構(gòu)有利于散熱，溫度更均勻，而且電阻小，充放電效率能可達(dá)96.5%；此外，生產(chǎn)工序良率比卷繞高1%-2%，直接降低了成本。

在儲(chǔ)能電芯不斷向“大”發(fā)展的當(dāng)下，疊片工藝是電芯容量變“大”的關(guān)鍵技術(shù)。相較卷繞，疊片與大容量?jī)?chǔ)能電芯具有天然的兼容性，在經(jīng)濟(jì)性與安全性上展現(xiàn)出更好的協(xié)同優(yōu)勢(shì)。采用疊片電芯的儲(chǔ)能系統(tǒng)較之采用卷繞電芯的儲(chǔ)能，同容量下系統(tǒng)連接點(diǎn)數(shù)量減少30%，簡(jiǎn)化電路連接，減少系統(tǒng)復(fù)雜度，降低系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)。

目前，行業(yè)內(nèi)已有超20家企業(yè)布局疊片電芯生產(chǎn)，包括陽光電源、欣旺達(dá)、中創(chuàng)新航、比亞迪、瑞浦蘭鈞、億緯鋰能、蜂巢能源、海辰儲(chǔ)能等。

隨著眾多企業(yè)的大電芯相繼量產(chǎn)，使得疊片電芯在技術(shù)迭代、成本控制、產(chǎn)能提升等不斷突破，目前疊片工藝相較卷繞工藝因前期設(shè)備投入導(dǎo)致的生產(chǎn)成本偏高的差距會(huì)逐步縮小。其中，陽光電源更是通過規(guī)模化量產(chǎn)及架構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)成本。

從芯到系統(tǒng)，如何做到“既要又要還要”

疊片工藝大電芯較之卷繞工藝小電芯，在能量密度、安全性、經(jīng)濟(jì)性等方面的確有天然優(yōu)勢(shì)。但電芯并非提升電站收益的唯一要素，提升儲(chǔ)能電站收益的核心，在于系統(tǒng)層面創(chuàng)新。

能效是衡量性能的關(guān)鍵，能效高的系統(tǒng)，在充放電過程中減少能量損耗，讓更多電力被有效利用，這不僅能提升系統(tǒng)的運(yùn)行收益，還能降低對(duì)能源的浪費(fèi)。

以首次規(guī)模化應(yīng)用684Ah電芯的陽光電源PowerTitan 3.0儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，其憑借疊片工藝電芯與碳化硅PCS的應(yīng)用，電芯能效達(dá)到96.5%，PCS最大效率更是高達(dá)99.3%；再加上AI仿生熱平衡2.0技術(shù)的助力，輔助功耗進(jìn)一步降低20%，最終讓系統(tǒng)綜合循環(huán)效率突破至93.5%！

此外，和傳統(tǒng)的“一柜一PCS”比起來，PowerTitan 3.0延續(xù)了AC存儲(chǔ)“一簇一PCS”的好處，做到了簇級(jí)的電流均衡控制，不會(huì)出現(xiàn)簇間的“木桶效應(yīng)”，系統(tǒng)放電量提高8%。

安全性是儲(chǔ)能系統(tǒng)的重中之重，一旦出現(xiàn)安全事故，儲(chǔ)能系統(tǒng)所有的經(jīng)濟(jì)性全部歸零。今年5月，國家能源局等五部門發(fā)布了《加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能安全管理有關(guān)工作的通知》，進(jìn)一步加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能安全，以及全鏈條安全管理等監(jiān)管責(zé)任。在儲(chǔ)能領(lǐng)域，安全沒有“單科狀元”，全鏈路防線的“六邊形戰(zhàn)士”才是終極答案。

隨著大容量?jī)?chǔ)能電芯規(guī)模化應(yīng)用，大模組設(shè)計(jì)對(duì)Pack結(jié)構(gòu)、散熱及安全要求更高。

針對(duì)熱失控等安全問題，多數(shù)儲(chǔ)能系統(tǒng)在Pack層面難分離電芯散熱與導(dǎo)電系統(tǒng)，“熱氣傷電”現(xiàn)象難除。若實(shí)現(xiàn)液冷與電氣系統(tǒng)分離，加設(shè)排氣通道讓電芯熱量獨(dú)立排出，可避免單顆熱失控殃及周邊，這樣的技術(shù)理念雖然對(duì)技術(shù)要求很高，但已有先行者探索出新路徑。

上文提及的陽光電源 PowerTitan 3.0儲(chǔ)能系統(tǒng)就是這方面的佼佼者。電芯層面的熱點(diǎn)分離技術(shù)、Pack層面的液電分離、專利排氣通道設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)泄爆不傷電、單芯熱失控不蔓延，保證了電芯、PACK的安全。PowerTitan 3.0沿用AC存儲(chǔ)架構(gòu)，將標(biāo)準(zhǔn)短線纜內(nèi)置于液冷柜內(nèi)，實(shí)現(xiàn)“直流不出柜”，直接杜絕直流側(cè)短路風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)解決“簇間環(huán)流”問題，在安全上的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯。

從電芯，到系統(tǒng)，儲(chǔ)能行業(yè)正在告別“拼參數(shù)”的時(shí)代，進(jìn)入一個(gè)更注重交付、效率和安全的時(shí)代。

對(duì)于儲(chǔ)能行業(yè)而言，這既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。當(dāng)下，已不再是單純追求電芯或系統(tǒng)的“大規(guī)格”，而是以動(dòng)態(tài)平衡思維統(tǒng)籌大電芯的效率與安全的要求，打造兼具靈活性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的儲(chǔ)能系統(tǒng)，這樣恰如其分的“剛剛好”，才是儲(chǔ)能行業(yè)的最優(yōu)解！