宁德时代:探索大容量电芯“平衡”之道

电化学储能市场正高速扩张,然而,繁荣背后亦有隐忧浮现。6月10日,宁德时代储能587技术日活动在上海举行,专家在活动现场表示,目前我国储能行业面临纸面参数与现实严重错位、安全形势严峻等挑战,电芯作为储能系统的心脏,需要回归“平衡”之道。据此,宁德时代聚焦化学体系创新,在正极材料、机械结构等方面进行优化,推出下一代大容量储能专用587安时电芯,树立行业“真实能量”新标杆。

纸面参数难落地 安全警报频拉响

今年以来,储能市场在全球范围内蓬勃发展。宁德时代市场体系联席总裁、零碳能源事业部总经理郑叶来介绍说,截至去年年底,锂电储能装机规模超过78吉瓦,同比增长147%,装机规模首次超过抽水蓄能,成为装机规模第一。根据国际能源署预测,2030年全球储能装机将会增加6倍,电化学储能将贡献增量的90%。

“储能行业市场规模正以前所未有的速度扩张,然而,也面临纸面参数与落地现实之间的错位问题。”郑叶来谈到,根据国内权威机构统计,我国前期投运的部分储能项目宣称产品循环寿命为1万~1.5万次,但是实际运行时间仅为3—5年,且其中大部分的年循环次数达不到设计值的一半。

他认为,这是因为当前行业还没有对产品进行快速老化和寿命检测的方法与标准,只能靠时间验证产品是否真实可靠。“我们知道,一个电站的运营可能要经历10年、20年的考验,要考虑的不仅仅是可靠性问题,还有收益问题。这种现象给行业的可持续发展带来隐患。”郑叶来说。

郑叶来进一步指出,这一现象背后仍是储能电站的安全问题。“系统的性能是由短板决定的。从储能电站的规模来看,一个1吉瓦时的储能电站包含上百万颗的电芯,哪怕一颗电芯存在瑕疵,都会引起连锁反应。”他表示,“从实际数据来看,储能电站的安全形势也异常严峻。根据公开报道,截至2025年5月,全球范围内已经发生了167起储能相关的安全事故。”

坚守“真实”破困局 电芯需回归“平衡”

在此情境下,郑叶来提出,储能行业应坚守“真实”。

“为了行业的健康高质量发展,我们必须回到储能产业的核心,即为客户提供真正安全可靠高效的储能解决方案。”郑叶来说,“在储能产业中,比较的基准应该是技术、质量、服务等能够为业主带来真正收益的‘价值’。”

宁德时代国内储能解决方案CTO林久标指出,电芯是储能系统的心脏,一款电芯的好坏直接决定了系统的性能、安全和可靠性。从成本上来看,电芯更是占据储能系统总成本的60%以上,真正优质的电芯产品是电站安全稳定运营的前提和保障。

“电芯容量的提升能够明显减少电芯数量,降低系统管理的复杂度,提高制造与集成的效率。因此,大容量电芯已经成为行业主流的趋势。”林久标介绍说,宁德时代自2022年开始布局大容量电芯,通过深入研究发现,电芯容量并非“越大越好”,而是要“刚刚好”。今年4月,宁德时代正式对外发布了587安时电芯,该产品在集成空间利用率上取得新突破,减少电池模块、电箱数量的同时,将系统零部件总数从3万个减至1.8万个,降幅高达40%。与此同时,该系统还严格遵循45吨危险品运输限重原则,杜绝业内因超容而导致的超重违规及运输安全隐患。

“电芯的发展必须回归‘平衡’之道,何谓平衡?就是在整站的完美匹配、系统集成的高效率,以及电化学本身特性深度的优化之间找到最佳的黄金平衡点,而587安时就是宁德时代给出的答案。”林久标说。

聚焦化学体系创新 树安全可靠新标杆

宁德时代储能电芯研发总工程师李星谈到,为了让587安时大容量电芯既兼顾能量密度和寿命,又满足高可靠与高安全的要求,宁德时代实现了一系列技术突破性进展。

首先,要实现高能量密度,传统方案存在诸多问题,如极限压缩电芯内部空间所引发的可靠性和寿命问题等。李星介绍说,为此,宁德时代聚焦化学体系创新,在正极材料方面,通过密集设计、高致密包覆和快离子通道构筑,使能量密度提升10%,达到434瓦时/升。

大电芯意味着大容量和大电流,充放电过程中的极化会影响充放电循环中能量效率(RTE)。宁德时代通过对机械结构、化学体系和极片设计的三重优化,使电芯初始RTE达到96.5%。同时,凭借创新的阻抗增长抑制技术,有效延缓了全生命周期的RTE衰减。

电芯寿命是储能全生命周期收益的关键。宁德时代通过仿真计算确定了电芯的最优尺寸范围,从基因上规避了因尺寸不合理导致的电流分布不均和局部老化。其首创的“自修复阴离子电解液技术”与“多功能基团复配缓衰减成膜剂”,在负极表面构建了高韧性、快传导的保护界面,从根本上抑制了锂损耗。

“在储能电芯的失效模式中,由自放电引起的故障占比高达70%。”李星表示,宁德时代采用先进的卷绕工艺,相比市面上常见的叠片工艺,其物理切断位数量减少了90倍,这意味着由自放电引起的故障率“低了一个数量级”,可有效提升电站20%的在线率。同时,构建由“安全电解液、不扩散阳极、耐热隔离膜”组成的“三维防御体系”,从源头提升电芯的本征安全阈值。

李星介绍说,587安时大容量电芯将从6月10日起正式量产交付,于宁德时代济宁基地生产。

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