南都电源全球首发690Ah超大储能电池

2024-04-15 09:29  来源:南都电源  浏览:  

4月11日,南都电源重磅发布690Ah超大容量储能专用电池。这是南都电源在锂电储能大电池时代,突破当前280/314Ah电池尺寸规格,将单体电池容量大幅提升的重要技术升级。

新品储能电池基于690Ah尺寸规格,可兼容650Ah至750Ah的容量。搭载该款电池的20尺储能系统容量可达6MWh。

一系列关键技术创新,使南都690Ah电池拥有20年超长寿命,体积能量密度达380-440Wh/L,循环寿命高达15000次,单体能量超过2度电,能量效率超96%,同时实现了系统五年“零”衰减。

五年“零”衰减实现储能系统降本增效

储能企业纷纷推出大电池的背后,最核心目的仍是进一步降本。由于电池容量变得更大,系统集成时使用的电池数量和零部件数量更少、效率更高。

相较于行业普遍的280/314Ah电池方案,南都690Ah超大储能电池在电芯、系统、制造三个维度实现降本增效,提高了储能项目的整体收益。

在电池层面,南都690Ah超大储能电池的电池壳、箔材等结构件数量可减少50%,叠片效率提升150%;从系统设计角度出发,由于电池串并联数量大幅减少,可减少50%的系统电气连接部件。

相较于280Ah电池方案,南都690Ah电池实现了电池层级综合成本降低10%以上,PACK和系统层级降本超过25%,集成效率提高75%,制造效率提升22%。

“这种化繁为简的设计,使得电池管理更简易,系统维护成本也会相应大幅降低。”南都电源副总裁、总工程师相佳媛说。

此外,储能系统成本中电池占比非常高,电池衰减成本也成为投资方的一大痛点。

南都690Ah超大储能电池采用低膨胀低锂耗负极、高温极致稳定电解液和固态电解质技术,稳固阳极界面、均匀锂离子分布,解决了电池阳极坍塌和锂枝晶难题,同时以正负极双重补锂技术,全生命周期补偿锂损失,保证了储能系统五年“零”衰减。

超大电池的安全如何保障?

电池越大,产热量就越大,热失控的风险也随之增加,这无疑对电池本征安全提出了更严苛的要求。

南都电源从电池材料入手,利用固态电解质构筑准固态导锂界面,电解液用量降低30%,可燃性组份更少,热失控后内部温度大幅降低。与此同时,公司突破了卤化物电解质关键材料技术,离子电导率接近10-3S/cm,解决了固态电解质导电率差的问题。

相确保电池安全性,南都电源从电化学体系、结构和工艺多方面进行设计优化。通过SNS低产热技术的创新性应用,在690Ah电池能量较280Ah提升140%的情况下,电池0.5P充放电温升小于4℃,热失控后最高温度下降50℃。

实现更优循环性能

在安全的基础上,南都电源又在电池循环寿命提升上寻求突破。南都690Ah电池以高温极致稳定电解液抑制高温副反应,电极界面更为稳固,从而达到长循环的目的。

针对长循环关键技术难题,南都690Ah电池以“超低膨胀系数、低锂耗人造石墨技术”和“双重补锂技术”,解决了负极膨胀问题和锂损耗问题。

南都电源自主研发的“超低膨胀系数、低锂耗人造石墨技术”,能使锂离子优先嵌入结构更加稳定的石墨,有效降低脱嵌锂引起的石墨膨胀,膨胀率减少20%,提升了材料结构的稳定性。

电池中锂离子的损耗会直接影响锂电池寿命,安全、高效的补锂技术就非常关键。南都电源采用正极和负极的双重补锂技术,精准补偿电池全生命周期的锂损失,并实现循环过程中锂离子的可控缓释,提高了电池循环性能和能量密度。

南都电源电池研发部负责人茆志友说:“通俗点讲,超低膨胀系数、低锂耗人造石墨技术是增强电池自身‘免疫力’,从而达到较低的锂损耗;双重补锂技术是‘提前补充能量’。经验证,两种技术均显著提高了南都690Ah电池的循环性能,实现了万次循环寿命。

长短时储能全覆盖

为提升可再生能源利用率,实现GWh甚至TWh级别的单体储能,全球对长时储能的需求非常迫切,但受成本、技术等多重因素制约,目前市场上大部分储能项目时长都在2-4小时。

南都690Ah超大储能电池不仅能满足应急调频、用户侧应急使用等短时储能需要,也可以满足电网调峰、补充用电缺口等长时储能的需求,实现1至8小时储能场景的全覆盖应用。

此外, 690Ah电池还解决了长时储能系统成本高、效率低的痛点。“从材料性能与具体应用场景符合度的角度考虑,大电池锂电储能系统在未来一段时间内,将是电化学储能的理想方案。”相佳媛说。

目前,南都690Ah超大容量储能专用电池已通过短路、过充、挤压、针刺、跌落等检测实验,获得UL9540A、GB/T36276、UL1973、IEC62619、UN38.3等多项安全认证,将于2024年9月全球交付。

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