儲能電池的測試和循環(huán)壽命特性分析

從2016年開始到2022年上半年，清潔能源設(shè)備測試機構(gòu)ITP Renewables一共發(fā)布了12個《鋰離子電池測試》，從第一階段、第二階段和第三階段測試，從不同儲能電池測試數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)讓我們對于目前使用的電池性能、容量保持率、充放電效率有了非常直觀的結(jié)果。

我是這么理解，實際上儲能系統(tǒng)和純電動汽車一樣，電池經(jīng)過EOL測試以后，在早期發(fā)生故障的可能性并不高，但是很多的問題都是偏電子化的。而目前電池的SOH，整體的結(jié)果都是不錯的。

▲圖1.整個測試過程的坎坷

圖2是三個階段所測試的電池，這里注意沒有有鉛酸電池（被證明儲能領(lǐng)域不能用）；主要是圍繞三元和LFP這塊——由于循環(huán)壽命特性，LFP效果很好；而FZSoNick的鈉離子電池產(chǎn)品也很受人關(guān)注。

▲圖2.三個階段主要的電池

Part 1

測試壽命

●第一階段

索尼的儲能電池在幾家里面順利跑了下來，從2016年開始跑到整個測試結(jié)束，電池容量在最初呈線性下降，最近趨于穩(wěn)定。SOH 在3680次循環(huán)以后保持在81%， 2500個循環(huán)保持在83%，也就是后面1000個循環(huán)只下降了2%。

▲圖3.Sony的循環(huán)壽命

根據(jù)數(shù)據(jù)推算，預(yù)計Sony這款電池在7390次循環(huán)以后的SOH為60%左右。

●第二階段第二階段的電池有我們熟悉的比亞迪、派能：◎LG Chem RESU HV這款是3元的產(chǎn)品，2040個循環(huán)，SOH為75%。◎派能的US2000B產(chǎn)品是測試了2830個循環(huán)，SOH為77%?！虮葋喌系?B-Box LVS，1060個循環(huán)，SOC為93%。

◎特斯拉Power Wall2 在2520個循環(huán)，SOC為79%。

▲圖4.第二階段主要的幾款電池

如果按照現(xiàn)在的估算，電池容量達到60%，經(jīng)過的循環(huán)為：

◎比亞迪的LVS 5,640個循環(huán)?！蛎绹？巳?a target="_blank">科技集團 GNB 1,270個循環(huán)?！騆G Chem RESU HV 3,360個循環(huán)?！蚺赡躊ylontech 4,995個循環(huán)。

◎Tesla Powerwall 24,885個循環(huán)。

這是估算的效果，當然這些數(shù)據(jù)對業(yè)主來說不太需要關(guān)心——如果每天做1個Cycle，3年也就是1000個循環(huán)，個人消費者確實不會太在意6年2000個循環(huán)以后的事情。這塊目前主要還是大儲能系統(tǒng)，從基礎(chǔ)設(shè)施端提出了要求。

●第三階段第三階段測試周期比較短，而且類似比亞迪也通過更新SOC窗口使得可用容量進一步提升，目前有效可比的數(shù)據(jù)如下：◎Fimer React 2電池模塊 再1740次循環(huán)以后還有86%，如下圖比較長的那根線。

◎FZSoNick使用Na-NiCl2系統(tǒng)的循環(huán)次數(shù)為880次，SOH為94%。

▲圖5.第三階段測試數(shù)據(jù)

這些數(shù)據(jù)結(jié)果也能客觀反應(yīng)當前的基于長壽命開發(fā)電芯的可能性，實際上也能讓我們客觀評估未來做 再循環(huán)次數(shù)多的電池，從電芯到其他外圍部件的可能性。這個壽命實驗比較有價值的地方，是注入了溫度和SOC的從20%-80%的Cycle，如下圖6所示，當然這個循環(huán)是很溫和的。

▲圖6.電池的壽命測試條件

Part 2

儲能電池的價格

▲圖7.儲能電池的能量效率

面向儲能的價格好像攤上各種費用都比較高，面向家用儲能的系統(tǒng)還在500-600美金/kwh，在當前美國和歐洲的需求下，電池價格確實不太在乎。在2022年，儲能產(chǎn)品由于原材料成本增加、全球零部件短缺以及增加運輸費，整個成本達到了一個高點。隨著儲能電池開始逐步擴量，這個價格也會持續(xù)下來，不過由于海外電價波動比較大，在儲能領(lǐng)域需求卻是上的特別快。

▲圖8.儲能電池的價格

小結(jié)：我覺得這個測試機構(gòu)，真是花了不少時間，讓大家看到了儲能電池實際的使用表現(xiàn)。對于電池壽命的擔(dān)心，我倒是現(xiàn)在看數(shù)據(jù)并不是大問題，實際我們在非重載的情況下用不了那么多的Cycle。這些數(shù)據(jù)還是非常有價值的，供大家參考！

審核編輯：郭婷