天合储能TrinaStorage
储能专用电芯 白皮书 天合芯为储能系统而生 天合芯为储能系统而生
招8888储能专用电芯白皮书
储能电芯特征与 发展趋势
专用化特征及优势 储能电芯是一种用于储存电能的装置，通过电化学反应将能量存储起来，并在需要时释放：它是储能系统中的最小单元，主要由正极、负极、电解 液和隔膜等组成.
按照材料类型分为铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、钠离子电池、燃料电池等（图1）：按照封装形式分为方形、圆柱和软包电 池三类（图2）：不同型号和容量的储能电芯也会应用于不同的储能产品，如户用储能、工商业储能、源网侧大型储能电站等.
图1（图片来源于网络）图2（图片来源于网络）
全生命周期度电感本LCOS（Levelized Cost of Storage】是最直接.
客观衡量储能系统价值的重要指标，结合客户需求导向和不断拓展的应用场 景，在电芯层圆，主要有以下几个特征： 长循环寿命 随着风光配储场景的加速渗透，光储一体化的行业发展趋势愈好，风光储如何高效协同、深度融合发展，实现光储同寿，对电芯的循环寿命提出了 更高要求.
一高一致性 储能电芯的高一致性使电池系统更具可掌性和稳定性，提高转化效率.
高一致性电芯在使用过程中可有效减少容量损失、减少内阻增加趋势、延长 使用寿命，使电池系统具有更高稳定性；同时，更高的转化效率可带来系统更高的能量吞吐量，从而降低全生命周期度电成本.
一优安全性 在储能领域，安全是红线.
在激增的市场需求下，近年来全世界各地频发储能电站失火事件，据不完全统计，从2018年至2022年期间，世界范围内 储能电站着火事件将近40起，储能系统安全性受到高度关注.
电芯本征安全是储能系统安全的前提，提升本征安全才能保障新型电力系统安全稳定 运行和“双碳”目标的安全实现.
一大容量 目前国内百兆瓦级储能项目不新增加，在此背景下，市场对储能系统、电芯的容量要求越来越大.
大容量电芯的配套可提高单舱的功率密度，减少 项目占地面积，节省投资成本；同时，大容量电芯减少串并联回路数，减少木桶效应带来的容量衰减问题，延长使用年限，提升运行收益.
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储能电芯技术路线 储能的本质是为了解决供电生产的连续性和用电需求的间断性之间的矛盾.
储能技术将发电与用电从时间和空间上分隔开来，用电和发电不需要 实时平衡，突破了电网电能不能存储的限制，彻底改变了电网的调度、运行以及规划等的模式.
规模化储能应用于电力系统的发、输、配、用各 个环节，可有效减少短时电力中断，缓解高峰供电压力，延缓或者减少电源和电网的投资建设，提升电网的可再生能源的接纳能力，更灵活地实 现电力在发电侧、电网侧以及用户侧的稳定运行.
因此，储能专用电芯是一类战略性的新能源大基建产品，需具备高安全并且平价的特质，安全 和降本将是储能电芯技术发展的永恒主题.
从储能全生命周期成本结构剖析，大容量、长寿命、高能量密度、高能效及高温技术有助于储能经济 性的进一步提高.
电态的图成本障wh成本长寿命电芯 脱图成本提高能效高能量者度
大名量电芯 财务成本系统款应成本高能星密度 生命用能成本大容量电芯
土建成本减少城源高星电芯 电力损所成本
减少辅源高温电术 返行电护成本减少配件大容量电芯 运相成本
减少城源高温电术 图3储陈全生命周翔氏本结构及经济性单路方肉卤品看件成本大名量电芯
一高安全是储能发展的基石 随着储能单站规模增大，以及储能电芯总体出货和装机规模的快速增长，大众愈发关注储能安全，储能安全政策也愈发趋严.
【电力储能用锂离子电 池3安全新国标将于2024年7月1日正式实施，储能电芯安全标准进一步完善.
在电化学体系选择上，磷酸铁理电芯具有更为优异的本征安全性能.
相时放为量电航液燃情
石图负报与电解液石里负极与贴结剂 贴酸程正板腺易正极 放热大烟模超路
钻锰正板 SE酸分解锰酸理正积磷膜铁锂正权
电解历分解 高温客量减周密涂温限膜廉潢
PPR腹培化 眼热PEN膜培化 400450
图4锂高子电池内各组分材科的热失控政热量
803838038储能专用电芯白皮书
一大容量电芯可以促进极致降本 大容量电芯在电芯设计上可以减少单位Wh结构件用量，并且提高设计的空间利用率，降低电芯BOM成本.
在电芯制造上，可以在相同人力及能效 下，提高产能.
在系统集成晰，大电芯能够减少电芯和连接件数量，从而提高一致性和降低运维成本；同时，能够减小占地面积和减小施工工程量.
一高温电芯可以促进系统极致降本 一般储能系统运行时需要温控系统调控电池舱内温度在25℃左右，高温电芯可以在电池舱内温度极高的情况下正常工作，从而可以减少温控系统的 一次投入及运维投入.
并且，高温电芯的能量效率更高，可以减少能量损失.
一长寿命降低LCOS，匹配新能源风、光电站设计寿命的储能电芯寿命在10000cls~18000cls 储能是智能电网不可或缺的一环，储能电芯的寿命趋势将向电站核心却件的设计寿命对齐.
表1给出了对应不同类型电站的储能电芯寿命.
2h储能电 芯寿命，每天充放电一次，对应于风、光发电站的寿命分别为8000~10000cls；每天充放电两次，寿命分别为15000-18000cls.
若为4h储能电芯 寿命，每天充放电一次，对应于风、光发电站的寿命为8000-10000cls.
发电站 充电
光优发电站风力发电第电力负狗电助汽车充电站 图5智解电网与储能系统
发电站类型火力发电机水力发电机核电光状组件风力发电机 发电站设计寿合年15-3020-4030-4020-2520-25 储销寿命10yce/天0560157300~1460010950-146007300-912573009125 表1匹配发电站的储能电芯寿命20ycle/天1095021900146002920021900-
一从终端用电特征分析，储能配储时长在1-4h的经济性最高 随着智能电网的快速建设，配网中积累了大量的电力数据，这些数据中蕴含着丰富的用户信息，使得精确分析电力用户用电行为成为可能.
通过数 据挖握方法，探导用户用电行为规律，可以为不同用户的负荷预测、用户需求侧响应、个性化电价制定等应用提供数据支持，充分利用用户数据的 潜在价值，能够指导储能电池的技术发展，让储能更好地服务于保障用户用电的安全性.
用户行为往往受到多种因素的影响，有日特征和季节性， 分析时常用的方法是对负荷曲线进行模式提取，迅速、准确地挖据用户用电行为中隐藏的行为规律.
电网运营商需要随时平衡一个地区的发电量和 电力需求.
在大多数个人消费者休息和许多企业消费者打烊期间，需求在一天之内是最低的.
早上，随着人们醒来，企业开始营业，需求开始增 加.
需求全天保持上升，晚上随着人们下班国家和居民用电量的增加而略有上升，然后在深夜再次下降.
从网上可查询的全球各地用电特征零散信 息统计来看，一般的用电尖峰时段时长在1-2h，峰时段在2-3h
特征分析模型构建模型验验模型应用 用电有日周据性分布报合用电负带储能应用日方调节 据季节周据性用电热线季节调节 图6用电负荷模型物建及应用
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时段央峰时段峰时段平时段谷时段 时间00:11-00:018:30-10:307:00-8:30 上午11:30-12:00
时长122 下午时间--11:30-18:00
时长h6.5 时间00:-006118:00-19:0023:00-7:00 段上21:00-23:00
时长/h238 表2一酸用电络时段特征
从未来光伏配储分析，2030年前2h-4h为主 一个可持续发展的电网应能在电力能源生产、消费和交易中提供环境和经济两方面优势.
随着化石能源短缺及环境污染问题的加剧，风、光发电技术 及产业规模正在世界范围内迅速发展.
风、光等新能源具有“极热无风”、“晚峰无光”的反调峰特性，将给电网带来15%-30%的反调峰压力.
“鸭子曲线”表明，在极热极寒无风、连续阴雨等特殊天气下，为维持电力系统稳定、保障电能供应质量，新能源并网规模扩大对常规能源迅速进行 调峰、调频的要求更高.
因此，配置储能的模式为解决调峰调频需求的有效方案.
鸭子曲线意味着两个与太阳能应用增加有关的挑战.
第一个挑战是对电网压力.
从中午到深夜，传统发电厂对电力的需求急剧波动，此时能源需求仍 然很高，但太阳能发电量已经下降，这意味着传统发电厂（如天然气发电厂）必须迅速增加电力生产，以满足消费者需求.
这种快速增长使电网运营 商更难实时匹配电网供应和电网需求.
此外，如果生产的太阳能超过了电网的消纳量，运营商可能不得不减少太阳能发电，以防止过度发电.
“鸭子 曲线”为能源储存创造了机会.
大规模部署电池储能系统，可以将白天产生的部分太阳能储存起来，并在日落后进行释放.
白天储存太阳能发电会使 鸭子的腹部曲线变平，晚上调度储存的太阳能发电会缩短鸭子的“脖子”，平抑“鸭头”.
“鸭腹”储存太阳能的时长跨度在4h-8h，“鸭脖”储能 放电时长跨度2h-3h，“鸭头”储能放电时长跨度在2h-3.5h.
鸭子曲线并不是加州独有的，它越来越多地发生在美国其他地区和世界各地，因为这 些地方的太阳能发电份额正在增加.
根据IHS的预测，2030年前，配储以2h-4h为主.
Who gets the bill? Aningease of 10.9W Typical spring day giwats Calfomia electyicty lcad roquirement F 1201
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10 00:0006:0012:0018: 0024:00 Source: Califomia ISO 图7美国加州电力负荷用求的鸭形曲线
