Energiespeicherung wird in vier Kategorien unterteilt: elektrische Energiespeicherung, Kommunikationsenergiespeicherung, Haushaltsspeicherung und tragbare Energiespeicherung.

Die Energiespeicherung ist ein wichtiges Mittel zur Reduzierung der CO2-Emissionen in der Gesellschaft und eine unverzichtbare neue Energieinfrastruktur für eine kohlenstofffreie Gesellschaft der Zukunft. Die nachgelagerten Anwendungsszenarien von Energiespeichern sind vielfältig, und auch die Auswahl von Kernkomponenten wie Energiespeicher-Batteriegeräten ist in verschiedenen Szenarien unterschiedlich.

Entsprechend den unterschiedlichen Anwendungsszenarien für Endgeräte wird die Energiespeicherung in vier Kategorien unterteilt: elektrische Energiespeicherung, Kommunikationsenergiespeicherung, Haushaltsspeicherung und tragbare Energiespeicherung. Der Energiespeichermarkt hat in verschiedenen Szenarien unterschiedliche Schwerpunkte auf Lithiumbatterieprodukten, aber für Lithiumbatterieprodukte besteht der Kern der groß angelegten Anwendung im Energiespeicherbereich immer noch darin, die Kosten zu senken.

Heimenergiespeicher:

50-100Ah sind kurz- und mittelfristig immer noch Mainstream, Zyklenlebensdauer und hohe Sicherheit sind der Kern.

Bedingt durch die Endgerätenutzungsgewohnheiten beträgt die Kapazität von Haushaltsspeichern in der Regel 5-20KWh. Der hohe Druck der Produktplattform ist ein wichtiger Trend in der Entwicklung von Haushaltsspeicherprodukten.

Im Vergleich zu Niederspannungssystemen erreichen Hochspannungsbatterien eine hohe Spannung auf Batteriepaketebene, indem mehrere Zellen in Reihe geschaltet werden. Bei Batterien gleicher Kapazität ist der Strom des Hochvoltsystems kleiner, die Störung des Systems kleiner und der Umwandlungswirkungsgrad höher.

Hinsichtlich des Systemdesigns ist die Schaltungstopologie des Hochspannungs-Hybrid-Wechselrichters einfacher, kleiner in der Größe, leichter im Gewicht und niedriger in der Ausfallrate.

Dies macht 50-100Ah-Produkte vorteilhafter:

1) Unter der Prämisse der begrenzten Ladekapazität und des Platzbedarfs kann eine höhere Systemspannung erreicht werden, indem Batterien in Reihe geschaltet werden;

2) Die Reihenschaltung von Zellen kann das DC-DC-Modul einsparen und die Kosten für Systemprodukte können niedriger sein;

3) Das Produktschema ist ausgereifter. Zusammenfassend sind 50-100 Ah kurz- und mittelfristig immer noch der Mainstream der Haushaltsspeicher.

In Bezug auf die Produktleistung konzentrieren sich die Anforderungen an Haushaltsspeicher für Batterien auf eine lange Lebensdauer, breite Temperaturbedingungen, Lade- und Entladeraten und eine hohe volumetrische Energiedichte.

Zykluslebensdauer: Die Garantie für Haushaltsenergiespeicher beträgt im Allgemeinen 8-10 Jahre, und einige High-End-Modelle haben eine Garantie von mehr als 10 Jahren.Die Zykluslebensdauer muss mehr als 6.000 Mal bei 80% erreicht werden, und die High- Endmodellgarantie erfordert mehr als 10.000 Mal bei 80 %;

Arbeitsbedingungen mit großem Temperaturbereich: Derzeit ist es erforderlich, bei -10 °C normal laden und entladen zu können, und in Zukunft ist eine weitere Reduzierung auf -20 °C erforderlich, um die Anforderungen in hohen oder hohen Breitengraden zu erfüllen Höhenlagen wie Europa und Nordamerika.

Lade- und Entladerate: Haushalts-Photovoltaik/Windkraft in Kombination mit Haushaltsenergiespeicherung ist zur Hauptmethode für die Nutzung von Energiespeichern für Haushalte in Übersee geworden, und die Zellenrate liegt auf dem Niveau von 0,5-1C.

In Zukunft wird die Speicherzellen-Zyklusanforderung für Haushaltsbatterien mehr als 6.000 Mal erreichen, und die Ratenanforderung wird 1C Ladung und Entladung erreichen.

Die nächste Generation von Haushaltsbatteriezellen wird Modelle mit längeren Zyklen und höheren Raten sein.

Elektrischer Energiespeicher:

In Richtung der Entwicklung von Großraumzellen geht der allgemeine Trend zur Demodularisierung.

Die elektrische Energiespeicherung wird auf der Stromerzeugungsseite, der Netzseite, der Industrie- und Gewerbeseite usw. verwendet. Spezifische Produkte können in Kapazitätstyp und Leistungstyp unterteilt werden.

Darunter erfordern kapazitätsbasierte Anwendungen, dass Zellen und Systeme eine hohe Zyklenlebensdauer und einen breiten Betriebstemperaturbereich aufweisen. Energiespeicher vom Leistungstyp müssen kurzzeitige Lade- und Entladefunktionen erfüllen und erfordern hohe Lade- und Entladeraten. Die Anforderungen an die Zykluslebensdauer und -rate haben Vorrang vor der Energiedichte.

Die Route der Stromspeicherzellen umfasst quadratisch/zylindrisch/Softpack + Eisenlithium/ternär/Lithiumtitanat. Basierend auf Überlegungen zu Sicherheit, Lebensdauer und Regulierungsrichtlinien nimmt der größte Teil des Inlandsmarkts die quadratische Eisen-Lithium-Route an.

Darüber hinaus werden im Jahr 2021 die häufigen Brandunfälle von ternären Energiespeicherkraftwerken in den Vereinigten Staaten, Südkorea, Australien und anderen Orten dazu führen, dass Tesla, LG und andere Giganten auch in Lithium-Eisenphosphat-Batterien schneiden, was die Anerkennung ausländischer Benutzer fördert und Marktdurchdringung von Lithiumeisenphosphat.

Kurzfristig werden noch verschiedene Produktrouten nebeneinander existieren und sich weiterentwickeln und ergänzen. Aus Sicherheitsgründen ist die Hauptroute für Lithiumbatterien zur Stromspeicherung in Haushalten jedoch mittel- und langfristig immer noch die Route Quadrat + Lithium-Eisenphosphat.

In Bezug auf Batterien ist der Trend zur Aufrüstung von Energiespeicherbatterien in Richtung großer Kapazität und langer Lebensdauer offensichtlich.

Die neueste Generation von Energiespeicherzellen der führenden Unternehmen sind alle Modelle mit langer Lebensdauer und großer Kapazität.Die Mainstream-Stromspeicher-Großzellenprodukte haben eine Kapazität von mehr als 280 Ah, eine maximale Zyklenlebensdauer von 12.000 Mal und eine Energiedichte von mehr als 150 Wh/kg.

Die Vorteile großer Zellen in Stromspeicheranwendungen liegen auf der Hand:

1) Größere Zellen lassen sich leichter mit hoher volumetrischer Energiedichte erreichen;

2) Die Verwendung von Komponenten am PACK-Ende wird reduziert, was einer Kostenreduzierung förderlich ist;

3) Größere Zellen lassen sich leichter mit hoher Kapazität erreichen;

4) Sicherheitsverbesserung;

5) Der Montageprozess im integrierten Feld wird vereinfacht.

In diesem Stadium werden Lithium-Eisenphosphat-Batterien hauptsächlich in einem standardisierten Modus hergestellt, und die Mainstream-Systeme in der Industrie konzentrieren sich auf L80/100/125/170/200-Systeme (d.h. um sicherzustellen, dass unter der Bedingung einer bestimmten Länge und Breite, durch Anpassen der Höhe der Zellen, unterschiedliche Zellenzuteilung der Kapazität zur Optimierung der Produktion). Module entwickeln sich in Richtung hoher Integration und großer Stückzahlen.

Tragbarer Energiespeicher:

Mehrere Technologien existieren nebeneinander, und die Kapazität konzentriert sich auf Produkte mit 2500-3500 mAh.

Tragbare Energiespeicher haben in Bezug auf Designkonzepte und Nutzungsanlässe einen hohen Grad an Überschneidungen mit 3C-Unterhaltungselektronik.Daher sind tragbare Energiespeicher erheblich von der Lieferkette von 3C-Lithiumbatterien für Unterhaltungselektronik betroffen und haben verschiedene technische Wege.

Insgesamt werden die tragbaren Energiespeicherzellen immer noch von zylindrischen 18650-Zellen dominiert, und zylindrische 21700-Zellen und größere wurden in einigen Fällen mit strengeren Ladeanforderungen in kleinen Chargen verwendet.

Neben Zylindern fördern einige inländische Lithiumbatteriemarken, die Softpacks und quadratische Zellen herstellen, auch die Entwicklung nachgelagerter Kunden unter der Stimulierung der wachsenden Nachfrage nach tragbarer Energiespeicherung, die den Anteil von Softpacks und quadratischen Zellen an tragbarer Energie erhöht Speicheranwendungen.

Aufgrund der Tatsache, dass die Konsistenz von Softpack-Batterien vorübergehend schwierig ist, die Nachfrage zu befriedigen, ist es für Softpacks jedoch schwierig, die Durchdringungsrate des Marktes für tragbare Energiespeicher stark zu erhöhen.

Aus Sicht des Batteriematerialsystems werden sowohl ternäres als auch Eisen-Lithium in großen Mengen verwendet, unter denen ternäre repräsentative Hersteller LG Chem, Samsung SDI, BAK und Yiwei Lithium sind.

Die oben genannten Unternehmen haben in der Vergangenheit starke Produktkompetenzen im Bereich der 3C-Lithiumbatterien für Unterhaltungselektronik aufgebaut und diesen Vorteil genutzt, um in den Markt für tragbare Energiespeicher zu importieren, wodurch sie zur Hauptlieferanten in diesem Bereich wurden.

Zu den repräsentativen Unternehmen für Lithium-Eisenphosphat-Batterien gehören Lithiumbatterieunternehmen für Haushaltsverbraucher wie Levineng und Penghui.

Bei der Auswahl des tragbaren Energiespeichers werden Kosten und Leistung berücksichtigt.

In Bezug auf die Kosten haben die Hersteller strenge Anforderungen an die Kosten von Batterien, hauptsächlich NCM-18650-Batterien.In Zukunft werden Produkte mit geringem Stromverbrauch (≤0,5 kWh) schrittweise auf Haushalts-Eisen-Lithium- oder sogar Lithium-Manganat- und Natrium-Ionen-Batterien umgestellt .

In Bezug auf die Leistung erfordert die Verbesserung der Ladekapazität und der Garantiezeit der tragbaren Energiespeichereinheit, dass die Lithiumbatterie in Richtung großer Kapazität und langer Zyklen aufgerüstet wird, wobei die Kapazität der zylindrischen Batterie allmählich auf mehr als erhöht wird 3Ah, und die Zykluslebensdauer wird auf mehr als 800 Mal erhöht.

Kommunikation Energiespeicher:

Der Standard ist hoch, 4850 und 48100 sind der Mainstream, und die Schwelle für Lebensdauer und Vergrößerung ist niedrig.

Kommunikationsenergiespeicher werden hauptsächlich für die Notstromversorgung von Kommunikationsbasisstationen wie 4G und 5G verwendet.

Aufgrund des hohen Standardisierungsgrades auf dem nachgelagerten Markt handelt es sich bei den in diesem Bereich verwendeten Lithium-Batteriepacks hauptsächlich um standardisierte Produkte, wobei Produktmodelle wie 48V50Ah und 48V100Ah den Mainstream darstellen.

In der Vergangenheit waren die Notstromspeicher von Kommunikationsbasisstationen hauptsächlich Blei-Säure-Batterien, aber Blei-Säure-Batterieprodukte verschmutzen die Umwelt, sind sperrig und haben eine geringe Energiedichte, die die Anwendungsanforderungen von Kommunikationstechnologien der neuen Generation nicht erfüllen können, wie z B. als 5G-Basisstationen und Pico-Basisstationen.In Zukunft wird erwartet, dass Lithiumbatterien und Natriumbatterien die Hauptwahl für Kommunikationsenergiespeicherbatterien werden.

Energiespeicherbatterien für die Kommunikation (Basisstation) haben allgemeine Anforderungen an die Energiedichte, die Lebensdauer und die Rate.Zum Beispiel kann der Kommunikations-Backup-Energiezyklus 2000 Mal erreichen, und die Rate beträgt im Allgemeinen 0,5 ° C, ist jedoch empfindlicher gegenüber den Batteriekosten , Sicherheit und Standardisierung.

Aufgrund von Kosten- und Stabilitätsüberlegungen ist LFP kurz- und mittelfristig immer noch die gängige Wahl für die Speicherung von Kommunikationsenergie, aber der Anwendungsbereich von Natrium-Ionen-Batterien und ausgedienten Batterien (vorausgesetzt, dass Konsistenz gewährleistet ist) wird voraussichtlich schrittweise erweitert.