与三元路线相比,磷酸铁锂在使用寿命、安全性、响应速度、成本等方面具备明显优势,更适用于储能市场,磷酸铁锂电池已广泛运用到大型储能电站、通信基站、离网电站、微电网、轨道交通、UPS以及户用储能等多个场景。
从代表性企业的出货量来看,国内储能电池厂商的业务进程加快,宁德时代和比亚迪市占比之和超50%,占据了半壁江山。韩国企业LG新能源及三星SDI出货量急速下降。
这一方面得益于国内双碳目标的积极推进,各地积极发布和推进新能源配储和补贴政策,国内储能市场高景气度,越来越多的动力电池企业加码储能业务布局,储能领域出货迅速攀升。
另一方面,这与欧美等全球储能市场由三元锂向磷酸铁锂方向转变相关,近年来磷酸铁锂容量性能提升及安全性、经济性优势凸显,接受度日益提升。受益于磷酸铁锂在储能系统占比提升,国内企业利用产业链优势加快市场开拓。
从上半年的出货量格局来看,储能头部企业竞争格局较为稳定,同时面临较大的竞争压力,宁德时代2023年上半年市占率减小,比亚迪和亿纬锂能同比增速较大,已接近去年全年出货水平。
另外,伴随着行业高景气度,新玩家出货量占比也在逐步提升,海辰储能、远景能源等均有较快的增长。未来2-3年,随着主流电池企业的产能逐步释放及新玩家的成长,市场竞争将进一步加剧。
2.大型储能电站以方形电池为主,电芯容量正向280Ah及以上快速迭代
大容量280Ah及以上电池相比50、100Ah产品,体积能量密度更高,PACK端零部件使用量更少,可大幅节省成本投入。在锂矿等原材料价格波动下,成本优势明显。生产制造方面,容量增大能够有效简化后续集成、装配工艺流程,节约设备、能耗与人力。
从需求端来看,280Ah大容量电池在大型储能电站中渗透率较高,大型储能电站业主和投资者对于280Ah大容量电池的关注度快速上升,中国能建、中国华电华能等业主在储能电池招标中明确要求电池单体容量大于等于280Ah。
供给端来看,自宁德时代2019年推出280Ah电芯以来,国内已有超10家储能龙头布局大容量储能电芯产品。近期,亿纬锂能、雄韬股份、蜂巢能源、远景动力、鹏辉能源、瑞浦兰钧、海辰储能、南都电源等陆续发布280Ah及以上容量电池产品。
容量向上突破的同时,280Ah及以上大容量电芯已经陆续量产交付。国轩高科2022年年报中显示,循环寿命达万次的300Ah储能电池已经实现量产。远景动力305Ah储能电芯已在过去两年里实现了规模化量产交付。2023年2月,亿纬锂能量产LF560K储能电池“超级工厂”于湖北荆门正式动工,产能将达60GWh。此外,LF560K超级工厂已在云南、青海等地建设,预计2024年Q2开启全球交付。欣旺达公司2022年11月份在公开平台上表示目前已有量产的280Ah电芯生产线。瑞浦兰钧宣布其320Ah储能电芯将于Q3量产,蜂巢能源325Ah储能电芯将在2023H2交付,南都电源305Ah储能电芯将在2023实现量产。储能大容量电芯量产竞速外,众多厂商基于储能运用场景需求在电芯的能量密度、使用寿命、尺寸、制造工艺等方面持续拉锯,储能专用电池“呼之欲出”。亿纬锂能560Ah单只电池可储存1.792kWh能量,循环寿命超过12000次;雄韬股份580Ah单颗电芯带电量为1.856kWh,循环寿命达到10000次;远景动力315Ah,实现“单颗电芯一度电”,同时循环寿命高达12000次,在尺寸不变的基础上,较上一代产品能量密度提升了11%;海辰储能320Ah体积能量密度385Wh/L、循环寿命10000次,在电芯成本,系统成本,整箱标配等多维度上探索更适配储能市场应用发展模式。鹏辉能源320Ah储能电芯单体容量相较于前一代电芯产品提升14%,循环寿命大于8000次,使用寿命超20年。
逐渐提升能量密度将是磷酸铁理正极未来的发展趋势,目前通过预锂化、硅碳负极等技术改进,磷酸铁锂电池能量密度可以突破200Wh/kg,电池单体到系统的体积成组效率从40%增加到60%。
国轩高科在2021年发布的一款采用掺硅补锂技术的磷酸铁锂电池,容量达到210Wh/kg。面向快速向前的储能产业,大幅提高电池循环次数及使用寿命已成为行业重要发展方向。多家储能电池企业都在加大投入开发循环寿命更长的电芯,行业内多家公司陆续推出循环寿命10000次甚至12000次的储能电芯,此前行业内储能电芯的循环寿命一般在6000-8000次。宁德时代、亿纬锂能、远景动力、南都电源、蜂巢能源等相继推出了12000次循环寿命的储能电池产品。随着电芯循环寿命的提升,有望显著改善储能电站度电成本(LCOS)。研究表明,电池使用寿命的增加,可以有效降低储能系统在全生命周期的度电成本。
数据显示,当储能电池的循环次数提升到万次后,储能成本有望降至1000元/kWh以下。据测算,储能电池循环次数超过18000次,一天充放电两次的情况下使用寿命约为25年,可与光伏寿命同步。