重磅！新脉冲供电协议：锂电池寿命有望延长一倍【附储能电池技术赛道观察图谱】

发布时间：2024-08-18 来源：星空体育平台官网 1次浏览

4月18日，来自柏林亥姆霍兹中心 (HZB) 和柏林洪堡大学的欧洲研究人员团队表示，通过优化循环条件，锂离子电池有望使用长达数十年。这在某种程度上预示着使用新的充电方案可以使锂离子电池的常规使用的寿命长出一倍。

该研究首次发表于今年3月14日的《先进材料科学》杂志上。研究人员们设计了一种新的充电协议通过脉冲电流而不是恒定电流为设备供电。

研究人员对比了两种充电协议后发现，恒流充电时，电池样品阳极的固体电解质界面明显更厚，且电极结构中裂纹更多。这在某种程度上预示着锂离子电池容量的显著损失。

而使用脉冲充电，其不仅促进锂离子在石墨中均匀分布，由此减少了石墨颗粒中的机械应力和裂纹，其还能抑制NCM523阴极结构的退化。这将使电池可进行的充电周期数从恒定电流的大约500增加到1000以上。

测试结果初步表明，脉冲充电可以在电池容量保持率为80%以上的情况下，使商用锂离子电池的常规使用的寿命延长一倍。

这份研究进一步证实了此前学界对于脉冲电流的设想。这也代表着该充电方案将极大减轻电池制造和回收的压力，从而为商业制造节省本金，并打造更为可持续的未来。

储能电池产业链可分为上游材料及设备、中游电池制造及系统集成安装、下游应用。储能电池产业链上游主要为电芯原材料和电池生产设备，其中电芯原材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及其他材料。产业链中游主要为储能电池系统、储能变流器、能量管理系统和储能系统集成安装，其中储能电池系统包括电池组、电池管理系统和电池PACK。产业链下游主要为不同应用场景的运维服务等，如储能可用于电力系统的发电侧、电网侧、用户侧，实现调峰调频、减少弃光弃风、缓解电网阻塞、峰谷价差套利、容量电费管理等功能。其他应用场景还包括通信基站、数据中心等的备用电源，以及为机器人系统供电，保障高性能武器装备的稳定运行等。总的来看，储能电池产业链覆盖范围广，参与方较多。

2024年2月，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会CESA，从企业经营规模、科研经费投入、知识产权、主营业务出货量、中标规模、产能规模、创新发展、社会责任力等多重维度，评选出“2023中国新型储能锂离子电池企业TOP20”，其中宁德时代、亿纬锂能和海辰储能位列前三。

根据ICC披露的数据，2021-2022年，中国储能电池行业CR3、CR5、CR10均呈上涨趋势，总的来看市场集中度呈上涨趋势。2022年，中国储能电池行业CR3、CR5、CR10分别为55%、67%和84%，中国储能电池行业市场集中度高，头部厂商规模效应已经形成。

从五力竞争模型角度分析，目前我国储能电池相关公司数多，几乎所有的头部锂电企业都比较重视储能市场，竞争压力大。上游各主要原材料领域均有较多公司参与，供应商对储能电池产业的议价能力相对较弱。储能在未来我国能源体系建设中的关键地位愈发突显，行业吸引力较强，储能电池行业潜在进入者威胁较大。电池储能安装灵活、地理条件约束小、成本下降速度快，发展优势较大，目前替代品风险一般。目前我国储能电池五力竞争总结如下：

根据前瞻产业热力图显示，与储能电池关键技术强关联的城市集群大多分布在在华南地区，并且以深圳市为重点发展区域，未来布局储能电池技术及其他效果技术的发展路径，极大可能性在于华南地区优先导入，其中可着重关注广东省深圳市所处储能电池的相关企业，以及该地方对于储能电池的产业高质量发展投资环境、供给市场的潜力空间。