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5年零衰减+6.25兆瓦时 宁德时代天恒储能系统全球首发

时间:2024-04-20 来源: 浏览:

5年零衰减+6.25兆瓦时 宁德时代天恒储能系统全球首发

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“储能,是在时间的维度上,实现能量的自 由。”宁德时代储能事业部CTO、储能欧洲业务部总裁 许金梅指出,在进行能量时移的过程中,储能也接受着时间的考验:安全打折、容量衰减、寿命跳水,能效降低。
4月9日, 宁德时代发布全球首款5年零衰减且可大规模量产的储能系统——天恒。 宁德时代·天恒储能系统(以下简称:天恒储能系统) 集“5年零衰减,6.25兆瓦时、多维真安全”于一体 ,为新型储能的规模化应用和高质量发展按下加速键。

宁德时代天恒储能系统重磅发布

全球首个5年零衰减系统,极限制造助力储能“冻龄”
零衰减技术有很高的技术门槛,需要在两个方面进行革新。首先, 通过调整材料工艺, 如改善材料的压实密度,优化电池材料(正负极、隔膜、电解液)的放电比容量、充放电效率、孔隙比、振实密度、粒度、比表面积等指标。其次,需要 采用更多的电化学活性物质,并通过补锂、预锂、掺杂包覆等方式进行突破创新 ,这样可以确保电池在充放电循环时优先消耗多余的活性物质,从而保证其容量不发生衰减。
据许金梅介绍,早在2016年,宁德时代就开启了长寿命,零衰减储能电池技术的研发,并在2020年成功研发业内首款循环寿命达12000次以上的磷酸铁锂电池,配套的项目投运3年来一直保持额定容量。达成3年零衰减超长寿命电池的实证后,宁德时代再度突破,5年零衰减系统面世。
容量5年零衰减是长寿命锂电池的一个里程碑,但对致力于满足新型电力系统需求的储能电站而言,功率零衰减同样至关重要。天恒储能系统,采用了仿生SEI和自组装电解液技术,为锂离子清除路障, 实现5年功率和容量零衰减,辅机功耗全生命周期可控且不增长,真正做到由内而外的“冻龄”。
从产业化的角度来看,零衰减技术也面临着成本高和产品良率低等难题。此外,该技术对生产环境的要求也很高,特别是在“零衰减”电池中所涉及的锂金属具有高度的化学活性,因此制造设备需要具备更高的真空度等特性。
宁德时代宁德基地、溧阳基地、宜宾基地被世界经济论坛评选为全球 灯塔工厂 ,代表着全球智能制造和数字化的最高水平。这也是锂电行业仅有的三座灯塔工厂,在这些工厂中,产品的缺陷率达到PPB级别,相当于十亿分之一的水平。
宁德时代以领先的研发技术和极限制造能力,成功地解决了“零衰减”电池中锂金属高度活性的难题,有效遏制了氧化反应引发的热失控现象,实现大规模量产5年零衰减系统。

20尺6.25兆瓦时高能量,追求每一方寸价值最大化
2024年,300+Ah大电芯、5兆瓦时储能系统逐渐成为行业主流,而宁德时代天恒储能系统 在标准20尺集装箱内,实现了6.25兆瓦时级的高能量,创下了20尺集装箱内行业最高能量水平的纪录,在储能行业“遥遥领先”。
强大性能,从“芯”开始。天恒储能系统,搭载了储能专用长寿命零衰减电芯L系列产品,实现了磷酸铁锂储能电池的超高能量密度——430Wh/L。

天恒储能系统的 单位面积能量密度提升30%,整站占地面积减少20% ,于方寸之间实现能量密度的升级,创造更高的效益。
要让储能产品发挥更高的经济价值,储能产业才能行稳致远。因此,宁德时代在产品研发时,充分站在业主的角度,力争增加业主收益,从而给出了20尺集装箱6.25兆瓦时的方案。“ 让每一方寸空间都发挥出最大的价值。 ”许金梅表示。
宁德时代天恒储能系统以“5年零衰减+6.25兆瓦时高能量”技术确保产品在全生命周期内保持高效运行,降低运营成本,提升投资回报。
虽然大多数储能企业都对外标榜储能系统寿命能够做到20年、25年,产品的循环次数能到12000次,甚至15000次,但这些“承诺”实际上很难落在纸面上。
目前,宁德时代零衰减超长寿命电池实现了15000次以上的实验室实测寿命。从实验室到量产要再迈出一大步,而天恒储能系统是宁德时代锁定的真正能够落地的最优解,可大规模量产交付。
化被动为主动,构建极致安全
宁德时代储能技术中心余东旭指出,“安全非常重要,而其可量化尤为重要,产品稳定及高质量的运行,是储能行业发展的基石。”
在许金梅看来,储能安全只有“零事故”和“灾难”两个走向, 宁德时代对于储能安全的设计理念,是化被动为主动,把安全放到产品源头 ,而不是靠后期防护。
为达成储能极致安全的目标,宁德时代基于技术开发、测试验证、运行监控、安全失效分析的完整循环 建立了储能专用质量管理体系 。该体系基于应用场景设定不同安全目标,而后根据目标开发相应的安全技术。
为确保技术的有效性,宁德时代 搭建安全实证平台,模拟不同电网场景和运行环境的储能系统安全实证 。在项目投运后,宁德时代通过AI风险监测和智能预警不断地监控运行状态,利用PSA模型量化储能产品全生命周期失效概率,从而验证安全设计目标并持续更新。

天恒储能系统 电芯单体失效率做到了行业领先的PPB等级 ,延展到全生命周期全链条的运行,可以有效降低运营成本,带来全生命周期IRR的显著提升。
储能是能源变革和电力转型的关键一环,天恒储能系统的问世,是宁德时代助力能源转型的又一标志性实践。
储能业务已经成为宁德时代的第二增长曲线。 从2018年到2023年,宁德时代储能板块的收入从1.89亿元激增至近600亿元,如今已成为公司的第二大收入来源。“储能业务是宁德时代的重要业务板块,也是未来发展的重要动力。”余东旭表示。

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