Lưu trữ năng lượng là một phương tiện quan trọng để đạt được mức giảm phát thải carbon xã hội và là cơ sở hạ tầng năng lượng mới không thể thiếu cho một xã hội không carbon trong tương lai. Các kịch bản ứng dụng hạ nguồn của lưu trữ năng lượng rất đa dạng và việc lựa chọn các thành phần cốt lõi như thiết bị pin lưu trữ năng lượng cũng khác nhau trong các kịch bản khác nhau.
Theo sự khác biệt trong các kịch bản ứng dụng đầu cuối, GGII chia lưu trữ năng lượng thành bốn loại: lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ năng lượng truyền thông, lưu trữ hộ gia đình và lưu trữ năng lượng di động. Thị trường lưu trữ năng lượng trong các tình huống khác nhau chú ý khác nhau đến các sản phẩm pin lithium, nhưng đối với các sản phẩm pin lithium, cốt lõi của việc hiện thực hóa ứng dụng quy mô lớn trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng vẫn là giảm chi phí.
Lưu trữ hộ gia đình:
50-100Ah vẫn là dòng chính trong ngắn hạn và trung hạn, vòng đời và độ an toàn cao là cốt lõi.
Được xác định bởi thói quen sử dụng thiết bị đầu cuối, công suất của hệ thống lưu trữ hộ gia đình thường là 5-20KWh. Áp lực cao của nền tảng sản phẩm là một xu hướng quan trọng trong việc phát triển các sản phẩm lưu trữ gia dụng.
So với hệ thống điện áp thấp, pin điện áp cao đạt được điện áp cao ở cấp độ bộ pin bằng cách kết nối nhiều ô nối tiếp. Với các loại pin có cùng dung lượng, dòng điện của hệ thống điện áp cao nhỏ hơn, nhiễu đến hệ thống nhỏ hơn và hiệu suất chuyển đổi cao hơn.
Về thiết kế hệ thống, cấu trúc liên kết mạch của biến tần lai điện áp cao đơn giản hơn, kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và tỷ lệ lỗi thấp hơn.
Điều này làm cho các sản phẩm 50-100Ah có nhiều lợi thế hơn:
1) Với tiền đề là dung lượng sạc và không gian kích thước hạn chế, pin có thể được kết nối nối tiếp để có được điện áp hệ thống cao hơn;
2) Có thể bỏ qua mô-đun DC-DC bằng cách kết nối các ô theo chuỗi và có thể hạ giá thành sản phẩm hệ thống;
3) Đề án sản phẩm trưởng thành hơn. Tóm lại, 50-100Ah vẫn là dòng lưu trữ chủ đạo trong gia đình trong thời gian ngắn và trung hạn.
Về hiệu suất sản phẩm, các yêu cầu của pin dự trữ gia đình đối với pin tập trung vào vòng đời dài, điều kiện nhiệt độ rộng, tốc độ sạc và xả cũng như mật độ năng lượng thể tích cao.
Tuổi thọ chu kỳ: Bảo hành của bộ lưu trữ năng lượng hộ gia đình thường là 8-10 năm và một số mẫu cao cấp có bảo hành hơn 10 năm. Tuổi thọ chu kỳ được yêu cầu hơn 6.000 lần @ 80% và bảo hành cho các mẫu cao cấp được yêu cầu hơn 10.000 lần @ 80%;
Điều kiện làm việc ở nhiệt độ rộng: Hiện tại, yêu cầu có thể sạc và xả bình thường ở -10°C, và yêu cầu sẽ được giảm xuống -20°C trong tương lai để đáp ứng nhu cầu làm việc ở vĩ độ cao hoặc cao. các khu vực có độ cao như Châu Âu và Bắc Mỹ.
Tốc độ sạc và xả: Quang điện/năng lượng gió hộ gia đình kết hợp với lưu trữ năng lượng tại nhà đã trở thành cách chính để sử dụng lưu trữ năng lượng tại nhà ở nước ngoài và tốc độ tế bào ở mức 0,5-1C.
Trong tương lai, yêu cầu về chu kỳ của các ô lưu trữ pin hộ gia đình sẽ đạt hơn 6.000 lần và yêu cầu về tốc độ sẽ đạt mức sạc và xả 1C.
Thế hệ pin dự trữ điện gia dụng tiếp theo sẽ là mẫu sản phẩm có chu kỳ dài hơn và tốc độ cao hơn
Lưu trữ năng lượng di động:
Nhiều công nghệ cùng tồn tại và dung lượng tập trung ở các sản phẩm 2500-3500mAh.
Bộ lưu trữ năng lượng di động có mức độ trùng lặp cao với thiết bị điện tử tiêu dùng 3C về khái niệm thiết kế và dịp sử dụng. Do đó, việc lưu trữ năng lượng di động bị ảnh hưởng đáng kể bởi chuỗi cung ứng pin lithium 3C dành cho thiết bị điện tử tiêu dùng và các lộ trình kỹ thuật của nó rất đa dạng.
Nhìn chung, pin 18650 hình trụ vẫn là loại pin lưu trữ năng lượng di động chính và 21700 hình trụ trở lên đã được áp dụng theo lô nhỏ trong một số trường hợp có yêu cầu sạc nghiêm ngặt hơn.
Ngoài xi lanh, một số thương hiệu pin lithium trong nước sản xuất gói mềm và ô vuông cũng đang tăng cường phát triển khách hàng hạ nguồn do nhu cầu lưu trữ năng lượng di động tăng lên, điều này đã làm tăng tỷ lệ gói mềm và ô vuông trong năng lượng di động các ứng dụng lưu trữ.
Tuy nhiên, tỷ lệ thâm nhập của các gói mềm trong thị trường lưu trữ năng lượng di động khó tăng đáng kể do tính nhất quán của pin gói mềm tạm thời khó đáp ứng nhu cầu.
Từ góc độ của các hệ thống vật liệu pin, cả sắt ternary và lithium đều được sử dụng với số lượng lớn và các đại diện của ternary bao gồm LG Chem, Samsung SDI, BAK và EVE Lithium Energy.
Các công ty nêu trên đã hình thành khả năng sản phẩm mạnh mẽ trong pin lithium 3C điện tử tiêu dùng trong quá khứ và đã tận dụng lợi thế này để giới thiệu thị trường lưu trữ năng lượng di động và trở thành lực lượng vận chuyển chính trong lĩnh vực này.
Các doanh nghiệp đại diện cho pin lithium iron phosphate bao gồm các doanh nghiệp sản xuất pin lithium tiêu dùng trong nước như Liweineng và Penghui.
Lựa chọn loại lưu trữ năng lượng di động xem xét chi phí và hiệu suất.
Về giá thành, các nhà sản xuất có yêu cầu khắt khe về giá thành của pin, chủ yếu là pin NCM-18650. Trong tương lai, các sản phẩm công suất thấp (≤0,5KWh) sẽ dần chuyển sang sử dụng pin lithium sắt trong nước hoặc thậm chí là pin lithium mangan oxit và natri ion.
Về hiệu suất, việc tăng dung lượng sạc và thời gian bảo hành của một bộ lưu trữ năng lượng di động duy nhất yêu cầu phải nâng cấp pin lithium lên dung lượng lớn và chu kỳ dài, đồng thời dung lượng của các tế bào hình trụ được tăng dần lên hơn 3Ah và chu kỳ tuổi thọ được tăng lên hơn 800 lần.
Lưu trữ năng lượng truyền thông:
Tiêu chuẩn cao, 4850 và 48100 là dòng chính, và các yêu cầu về tốc độ và vòng đời thấp.
Lưu trữ năng lượng truyền thông chủ yếu được sử dụng để cung cấp năng lượng dự phòng cho các trạm cơ sở truyền thông như 4G và 5G.
Do mức độ tiêu chuẩn hóa cao ở thị trường hạ nguồn, bộ pin lithium được sử dụng trong lĩnh vực này chủ yếu là các sản phẩm được tiêu chuẩn hóa, với các mẫu sản phẩm 48V50Ah và 48V100Ah là dòng chính.
Trước đây, bộ lưu trữ năng lượng dự phòng của các trạm gốc truyền thông chủ yếu là ắc quy chì-axit, nhưng ắc quy chì-axit gây ô nhiễm môi trường, cồng kềnh và mật độ năng lượng thấp, không đáp ứng được yêu cầu ứng dụng của các công nghệ truyền thông thế hệ mới như như trạm gốc 5G và trạm gốc pico. Trong tương lai, pin lithium và pin natri dự kiến sẽ trở thành lựa chọn chủ đạo cho pin lưu trữ năng lượng liên lạc.
Pin lưu trữ năng lượng liên lạc (trạm cơ sở) có các yêu cầu chung về mật độ năng lượng, tuổi thọ chu kỳ và tốc độ. Ví dụ: chu kỳ năng lượng dự phòng liên lạc có thể đạt tới 2.000 lần và tốc độ thường là 0,5C, nhưng chúng nhạy cảm hơn với chi phí pin, an toàn và tiêu chuẩn hóa.
Dựa trên những cân nhắc về chi phí và độ ổn định, LFP vẫn là lựa chọn chủ đạo để lưu trữ năng lượng liên lạc trong thời gian ngắn đến trung hạn, nhưng phạm vi ứng dụng của pin natri-ion và pin đã ngừng sử dụng (với điều kiện là đảm bảo tính nhất quán) sẽ dần được mở rộng.