時間:2022-11-01 16:52:19來源:OFweek儲能網
電池工作原理為,鋰離子通過電解液、聚合物隔膜,在正負極脫出、嵌入,實現充放電功能。
原材料方面,磷酸鐵鋰電池,正極原材料主要為磷、鐵、鋰等。
鐵在地殼中的含量為4.75%,位居第四,鋰在地殼中的含量為0.0065%,全球已探明鋰(碳酸鋰)儲量為1.28億噸,資源量3.49億噸;磷在地殼中的含量為0.12%。
磷酸鐵鋰電池原材料在自然界中豐富度較高,相對含鈷等貴重金屬的鋰電池,它價格較低,成本優勢明顯。
優點眾多,安全拔籌
磷酸鐵鋰電池高安全、長壽命、大容量、輕重量、無記憶效應、高溫性能優異且綠色環保。
高安全方面。在儲能鋰離子電池中,正極材料至關重要,可以直接影響電池的安全性、能量密度等核心性能,進而制約電池的整體表現。
磷酸鐵鋰電池的正極材料為橄欖石晶體結構,P-O鍵穩定牢固,分解溫度為600℃,安全性較高,相對的,磷酸鐵鋰電池安全性也較高,這也是磷酸鐵鋰電池能在儲能領域廣泛應用的核心因素之一。
長壽命方面。以星盈科技已經成功量產的155Ah長壽命磷酸鐵鋰儲能電池為例,其循環壽命超6000次,折合壽命周期約為25年。
大容量方面。市面上常見的鉛酸電池的能量密度一般為50~70Wh/g,磷酸鐵鋰儲能電池的能量密度可達135-170Wh/g,比普通電池大得多。
輕重量方面。規格容量相同的情況下,鉛酸電池重量是磷酸鐵鋰電池的3倍。
綠色環保方面。磷酸鐵鋰電池一般不含重金屬元素,因此,無毒、無污染。不過生產過程中的附帶污染和報廢后的電池污染不可避免。
此外,磷酸鐵鋰電池正常工作的溫度區間寬廣,為-20~75℃;無記憶效應,在電量經常處于充滿不放完的情況下工作,容量也不會迅速降低到低于額定容量值,無論電量多少,均可隨充隨用。
風險不少,性價比高
磷酸鐵鋰電池體積大、壓實密度低、專利成本高、低溫性能差,還需面臨單質鐵引起的短路風險。
首先,磷酸鐵鋰電池正極材料制備過程中,高溫作用下,可能會產生單質鐵。單質鐵容易引起電池微短路,帶來燃燒,甚至爆炸的風險。
其次,容量相同的情況下,磷酸鐵鋰電池體積比鈷酸鋰等鋰離子電池大,不具備微型化優勢。
同時,磷酸鐵鋰電池振實密度和壓實密度低,低溫性能差,在0℃下難以正常工作,對其適用范圍是一個較大的限制。
最后,很重要的一點,美國德州大學擁有磷酸鐵鋰電池的基礎專利,加拿大人申請了碳包覆專利。
在磷酸鐵鋰電池的生產研發中,這兩個基礎性專利難以避開,成本中的專利使用費會是一個大數字。
不過,綜合磷酸鐵鋰電池的優缺點,在儲能鋰電池中,它的性價比還是最高的。
源網荷儲,應用廣泛
磷酸鐵鋰電池在儲能領域應用廣泛,廣泛應用于發電側、電網側和用戶側儲能。
近年,磷酸鐵鋰電池產量、裝機量增幅明顯。
2021年,我國磷酸鐵鋰電池的產量、裝機量分別為219.7GWh和154.5GWh,2022年上半年分別為206.4 GWh 和110.1 GWh。
磷酸鐵鋰電池產量、裝機量如此大幅增長,一部分原因在于近年儲能市場火爆。
2021年,全球儲能裝機量約203.5GW,預計到2025年,這一數字將提升至362GW,其中,磷酸鐵鋰電池滲透率將達85%,屆時,磷酸鐵鋰電池的產量和裝機量將有一個更大的提升。
發電側、電網側等大型儲能方面,受近些年極端氣候影響,世界各國為實現雙碳目標,紛紛出臺相關政策,鼓勵儲能電站、通訊基站以及光伏、風電、水電等大型發電站的配套儲能設施等的建設。
戶用儲能方面,市場爆發完全是一個偶然事件,受俄烏沖突持續,歐洲能源成本持續攀升,歐洲戶用儲能市場異常增長,未來如何很難確定,但就現在來說,對一眾鋰電企業來說,是利大于弊的。
在這一戶用儲能風口上,億緯鋰能、鵬輝能源、海辰儲能、中比新能源、時代聯合等企業都做出了相關布局,陸續推出了大圓柱磷酸鐵鋰電池。
如億緯鋰能和鵬輝能源的40135系列大圓柱磷酸鐵鋰電池,海辰儲能的46800-46300系列大圓柱磷酸鐵鋰電池等。
物華天寶,群星璀璨
磷酸鐵鋰儲能市場前景廣闊,國內外眾多知名企業均有布局。
據維科網儲能不完全統計,我國布局磷酸鐵鋰儲能的企業有:寧德時代、國軒高科、合縱科技、億緯鋰能、鵬輝能源、時代聯合、德方納米、龍蟠科技、海辰儲能、中比新能源、湖北萬潤、湖南裕能、星盈科技等。
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