瞻觀前沿

4月18日，來自柏林亥姆霍茲中心 (HZB) 和柏林洪堡大學的歐洲研究人員團隊表示，通過優(yōu)化循環(huán)條件，鋰離子電池有望使用長達數(shù)十年。這意味著使用新的充電方案可以使鋰離子電池的使用壽命長出一倍。

該研究首次發(fā)表于今年3月14日的《先進材料科學》雜志上。研究人員們設(shè)計了一種新的充電協(xié)議——通過脈沖電流而不是恒定電流為設(shè)備供電。

研究人員對比了兩種充電協(xié)議后發(fā)現(xiàn)，恒流充電時，電池樣品陽極的固體電解質(zhì)界面明顯更厚，且電極結(jié)構(gòu)中裂紋更多。這意味著鋰離子電池容量的顯著損失。

而使用脈沖充電，其不僅促進鋰離子在石墨中均勻分布，從而減少了石墨顆粒中的機械應(yīng)力和裂紋，其還能抑制NCM523陰極結(jié)構(gòu)的退化。這將使電池可進行的充電周期數(shù)從恒定電流的大約500增加到1000以上。

測試結(jié)果初步表明，脈沖充電可以在電池容量保持率為80%以上的情況下，使商用鋰離子電池的使用壽命延長一倍。

圖源：攝圖網(wǎng)

技術(shù)價值觀察

這份研究進一步證實了此前學界對于脈沖電流的設(shè)想。這也意味著該充電方案將極大減輕電池制造和回收的壓力，從而為商業(yè)制造節(jié)約成本，并打造更為可持續(xù)的未來。

儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游材料及設(shè)備、中游電池制造及系統(tǒng)集成安裝、下游應(yīng)用。儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為電芯原材料和電池生產(chǎn)設(shè)備，其中電芯原材料包括正極材料、負極材料、電解液、隔膜以及其他材料。產(chǎn)業(yè)鏈中游主要為儲能電池系統(tǒng)、儲能變流器、能量管理系統(tǒng)以及儲能系統(tǒng)集成安裝，其中儲能電池系統(tǒng)包括電池組、電池管理系統(tǒng)和電池PACK。產(chǎn)業(yè)鏈下游主要為不同應(yīng)用場景的運維服務(wù)等，如儲能可用于電力系統(tǒng)的發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)，實現(xiàn)調(diào)峰調(diào)頻、減少棄光棄風、緩解電網(wǎng)阻塞、峰谷價差套利、容量電費管理等功能。其他應(yīng)用場景還包括通信基站、數(shù)據(jù)中心等的備用電源，以及為機器人系統(tǒng)供電，保障高性能武器裝備的穩(wěn)定運行等。整體來看，儲能電池產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋范圍廣，參與方較多。

宏觀市場環(huán)境

中國儲能電池行業(yè)市場排名

2024年2月，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會CESA，從企業(yè)經(jīng)營規(guī)模、科研經(jīng)費投入、知識產(chǎn)權(quán)、主營業(yè)務(wù)出貨量、中標規(guī)模、產(chǎn)能規(guī)模、創(chuàng)新發(fā)展、社會責任力等多個維度，評選出2023中國新型儲能鋰離子電池企業(yè)TOP20，其中寧德時代、億緯鋰能和海辰儲能位列前三。

中國儲能電池行業(yè)市場集中度

根據(jù)ICC披露的數(shù)據(jù)，2021-2022年，中國儲能電池行業(yè)CR3、CR5、CR10均呈上漲趨勢，整體來看市場集中度呈上漲趨勢。2022年，中國儲能電池行業(yè)CR3、CR5、CR10分別為55%、67%和84%，中國儲能電池行業(yè)市場集中度高，頭部廠商規(guī)模效應(yīng)已經(jīng)形成。

中國儲能電池行業(yè)競爭狀態(tài)總結(jié)

從五力競爭模型角度分析，目前我國儲能電池相關(guān)企業(yè)數(shù)量多，幾乎所有的頭部鋰電企業(yè)都比較重視儲能市場，競爭壓力大。上游各主要原材料領(lǐng)域均有較多企業(yè)參與，供應(yīng)商對儲能電池產(chǎn)業(yè)的議價能力相對較弱。儲能在未來我國能源體系建設(shè)中的關(guān)鍵地位愈發(fā)突顯，行業(yè)吸引力較強，儲能電池行業(yè)潛在進入者威脅較大。電池儲能安裝靈活、地理條件約束小、成本下降速度快，發(fā)展優(yōu)勢較大，目前替代品風險一般。目前我國儲能電池五力競爭總結(jié)如下：

中國儲能電池技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與儲能電池關(guān)鍵技術(shù)強關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在華南地區(qū)，并且以深圳市為重點發(fā)展區(qū)域，未來布局儲能電池技術(shù)及其他效果技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于華南地區(qū)優(yōu)先導入，其中可重點關(guān)注廣東省深圳市所處儲能電池的相關(guān)企業(yè)，以及該地方對于儲能電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場的潛力空間。

經(jīng)濟學人APP資訊組

看完覺得寫得好的，不防打賞一元，以支持藍海情報網(wǎng)揭秘更多好的項目。

標簽： 電池 儲能 中國 隨筆