高性能隔熱防火涂料助力提升新能源市場產(chǎn)品安全性能

2022年以來，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)呈持續(xù)爆發(fā)態(tài)勢，吸引了電池、風(fēng)電、光伏、能源、化工、家電等各界企業(yè)奔赴而來。儲(chǔ)能系統(tǒng)作為復(fù)雜的解決方案，需要對電化學(xué)、電力電子、電氣、電網(wǎng)等環(huán)節(jié)都具備深入的了解。無論從儲(chǔ)能的參與者，還是從終端的應(yīng)用來講，儲(chǔ)能都是一個(gè)高門檻行業(yè)。

緣何說儲(chǔ)能行業(yè)門檻高?

從市場層面看，其一，儲(chǔ)能作為發(fā)電側(cè)強(qiáng)配的發(fā)電裝置門檻很高，作為電力系統(tǒng)的組成部分關(guān)系國計(jì)民生，標(biāo)準(zhǔn)要求非常高。其二，儲(chǔ)能有很強(qiáng)的金融屬性，是發(fā)電資產(chǎn)，需要由金融機(jī)構(gòu)兜底，其在市場中的表現(xiàn)將會(huì)直接影響金融機(jī)構(gòu)的選擇。實(shí)際上，相對較為成熟的歐美儲(chǔ)能市場，其準(zhǔn)入門檻已經(jīng)非常高。歐美大儲(chǔ)主要是地面電站或光伏海風(fēng)配儲(chǔ)，對系統(tǒng)集成的技術(shù)和安全方面要求很高。

國內(nèi)儲(chǔ)能市場中，真正的使用方、業(yè)主方對儲(chǔ)能技術(shù)的了解還不深刻。隨著儲(chǔ)能項(xiàng)目更多地投入使用，下游業(yè)主對儲(chǔ)能技術(shù)的了解會(huì)逐漸加深，基于對儲(chǔ)能系統(tǒng)安全的重視，市場中的“劣幣”將會(huì)舉步維艱。國內(nèi)在建的儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能系統(tǒng)集成產(chǎn)能正在急劇膨脹，但儲(chǔ)能市場卻處于初期階段，甚至價(jià)格越低越好賣。

在安全性能上，中國科學(xué)院院士歐陽明高指出，磷酸鐵鋰與三元相比，其安全層面的本質(zhì)屬性不同，隨著電池容量越來越大，并向300Ah以上發(fā)展，這時(shí)熱失控最高溫度將達(dá)到800度以上。此時(shí)，磷酸鐵鋰熱失控噴射出的氣體中，氫氣占比很高，一旦遇到火花，燃爆威力將比三元電池還大。由于儲(chǔ)能電站中的高壓部分。儲(chǔ)能電站中電氣占比很大，包括PCS、EMS、BMS等，甚至直接連接35千伏以上高壓。高壓容易拉弧，而一旦有火花就容易造成較大事故，甚至導(dǎo)致人員傷亡，這就要求儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商必須在電力電子技術(shù)方面有足夠的積累。

儲(chǔ)能最大的特點(diǎn)是日歷壽命、循環(huán)壽命要達(dá)到20年以上。1GWh儲(chǔ)能電站需要超過150萬顆電芯，產(chǎn)品一致性要求是汽車動(dòng)力電池的1萬倍以上，這要求電池儲(chǔ)能邁向“核電級安全”標(biāo)桿。

歐陽明高警示，以為儲(chǔ)能門檻低而進(jìn)入行業(yè)，如果在將來造成大事故，后果將不可估量。長遠(yuǎn)來看，儲(chǔ)能是一個(gè)系統(tǒng)性工程，為了不讓安全成為儲(chǔ)能增長的制約因素，需要企業(yè)從電芯的本質(zhì)安全再到系統(tǒng)安全，進(jìn)行全生命周期的安全與健康管理。

從投入層面來看，儲(chǔ)能是技術(shù)密集型、資金密集型和資源密集型行業(yè)，只有真正的“實(shí)力派”才有資格入局。儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池一樣是高門檻行業(yè)，不僅僅是技術(shù)的門檻，同時(shí)還包括安全、成本等各個(gè)方面。對發(fā)展到當(dāng)前階段的動(dòng)力電池企業(yè)而言，如果重新開始投入儲(chǔ)能行業(yè)，本身的投入體量會(huì)非常大，整體來講門檻非常高，要真正做成一個(gè)很成功的業(yè)務(wù)出來并不容易?，F(xiàn)在儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段，類似于早期車用動(dòng)力電池，市場需求量足夠大，增速也非?？臁５珒?chǔ)能和汽車不同的是，車用的一個(gè)電池產(chǎn)品或者型號開發(fā)以后，未來是批量性的持續(xù)交付。而儲(chǔ)能項(xiàng)目是一個(gè)項(xiàng)目接一個(gè)項(xiàng)目，單個(gè)項(xiàng)目雖然看重整個(gè)生命周期的收益，但是一次性初始投資也成為業(yè)主做投資決策的關(guān)鍵。

電氣化轉(zhuǎn)型過程中，將一直伴隨著技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)創(chuàng)新。未來的市場空間將取決于儲(chǔ)能可達(dá)到的水平，成本、壽命和安全將是最主要的影響因素?？偟膩砜?，在技術(shù)實(shí)力、產(chǎn)品品質(zhì)、成本控制、覆蓋渠道、項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、售后服務(wù)等方面具備優(yōu)勢的企業(yè)才能真正在市場中行穩(wěn)致遠(yuǎn)。

全球儲(chǔ)能市場正處于蓬勃增長的高速發(fā)展期，在此背景下，越來越多的電池企業(yè)開始針對儲(chǔ)能的需求專門開發(fā)相匹配的電池產(chǎn)品。儲(chǔ)能電池正在走向更低度電成本、更長循環(huán)壽命、更高的安全標(biāo)準(zhǔn)、專屬獨(dú)立的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，或?qū)⒚媾R行業(yè)格局重塑的拐點(diǎn)。對于儲(chǔ)能電池廠商而言，技術(shù)路線的選擇、制造產(chǎn)線的規(guī)劃、市場渠道的布局，都是這場競速賽中十分重要的抉擇點(diǎn)。儲(chǔ)能電芯封裝：方形、圓柱和軟包儲(chǔ)能電芯封裝制造與動(dòng)力電池類似，主要為方形、圓柱和軟包三種形式。電池封裝工藝的發(fā)展趨勢本質(zhì)是在保證安全性的前提下提升電池能量密度上限。即利用電芯外殼的支撐作用，減少模組結(jié)構(gòu)件使用，提升電池包的能量密度。軟包外殼的支撐較弱，因此中期來看方形和圓柱電池更能適應(yīng)結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新。圖：鋰電池封裝路線對比
目前以電力儲(chǔ)能占據(jù)整體市場份額的70%以上，其應(yīng)用在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、工商業(yè)側(cè)等，具體產(chǎn)品可分為容量型和功率型，對電芯容量要求較大，電池形態(tài)主要以方形、圓柱為主。方形電芯最早從商用車起步，后在儲(chǔ)能領(lǐng)域推廣。方形電芯單體容量相對靈活，故而在各種儲(chǔ)能場景均有應(yīng)用。而圓柱電芯、軟包電芯單體容量相對有限，故主要應(yīng)用于戶用儲(chǔ)能和便攜式儲(chǔ)能市場中。儲(chǔ)能鋰離子電池：上下游產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟在眾多電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)路線中，鋰離子電池已經(jīng)建立了較為健全的產(chǎn)業(yè)鏈。如下圖所示，鋰電產(chǎn)業(yè)鏈上游主要為礦產(chǎn)及加工品，包括鋰、鎳、鈷等；中游主要為鋰電池制造、電池系統(tǒng)集成組裝等；下游的應(yīng)用領(lǐng)域主要為儲(chǔ)能電池、動(dòng)力電池、消費(fèi)電池等。圖：鋰離子電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈
從技術(shù)層面看儲(chǔ)能電池企業(yè)核心競爭力從技術(shù)發(fā)展方向看，電池層面的核心競爭力體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)，擁有核心競爭力的頭部電池企業(yè)有望擴(kuò)大市場份額。圖：儲(chǔ)能電池環(huán)節(jié)主要參與企業(yè)

中期來看，為突出電池能量密度上限，業(yè)界紛紛在電池結(jié)構(gòu)上求創(chuàng)新，其本質(zhì)是利用電芯外殼的支撐作用，減少模組結(jié)構(gòu)件使用，提升電池包的能量密度。軟包外殼缺乏支撐作用，在精簡模組環(huán)節(jié)難度較大，因此中期來看方形和圓柱電池更能適應(yīng)結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新。從長期來看，基于固態(tài)電池的發(fā)展趨勢，未來不再需要液態(tài)電解液后，硬殼的必要性下降，因此軟包被認(rèn)為是固態(tài)電池適配的封裝方式。
從應(yīng)用場景來看，在大儲(chǔ)中，提高電池循環(huán)壽命，涉及電池廠提高電荷容量的同時(shí)控制發(fā)熱量、改良電池材料以降低活性鋰離子消耗量等方面的know-how是重點(diǎn)。
戶儲(chǔ)方面，從方形轉(zhuǎn)變?yōu)榇髨A柱、軟包，但由于單體容量更小，成組需要串聯(lián)更多的電芯，對電池廠生產(chǎn)電芯的一致性和穩(wěn)定性將會(huì)有更高的要求。

儲(chǔ)能市場需要冷靜，“Pack消防”方案的相關(guān)提供商更要保持清醒，用心洞察市場痛點(diǎn)和需求，研發(fā)出真正適合市場的消防方案。高工儲(chǔ)能近日獲悉，將于7月實(shí)施的GB/T 42288-2022《電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全規(guī)程》（以下簡稱新國標(biāo)），將“Pack消防”推上風(fēng)口，部分即將上馬的儲(chǔ)能項(xiàng)目在消防配置上非“Pack消防”不可。這一“過度”反應(yīng)引發(fā)行業(yè)熱議。

警惕Pack消防中的“陷阱”

相比于此前征求意見稿“最小保護(hù)單元應(yīng)為電池模塊，每個(gè)電池模塊宜單獨(dú)配置探測器和滅火介質(zhì)噴頭”的建議性表述，新國標(biāo)做了明顯的“降調(diào)”處理，明確指出“鋰離子電池室/艙自動(dòng)滅火系統(tǒng)的最小保護(hù)單元宜為電池模塊，每個(gè)電池模塊可單獨(dú)配置滅火介質(zhì)噴頭或探火管”。最小保護(hù)單元從“應(yīng)”為電池模塊改為了“宜”為電池模塊。

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一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士表示，從“應(yīng)”到“宜”，新國標(biāo)“降調(diào)”的背后之意，實(shí)則在于引導(dǎo)行業(yè)走向理性。緣何新國標(biāo)降調(diào)？緣何PACK級消防引發(fā)行業(yè)熱議？

儲(chǔ)能安全：未來路向何方？

儲(chǔ)能安全是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，需要從電芯、結(jié)構(gòu)、溫控、消防、BMS等多維度統(tǒng)籌規(guī)劃，消防要從事前預(yù)警、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、精準(zhǔn)消防和防止復(fù)燃四個(gè)方向聯(lián)合發(fā)力，這也是電化學(xué)儲(chǔ)能安全技術(shù)創(chuàng)新的總方向。隨著電化學(xué)儲(chǔ)能的材料器件、技術(shù)路線以及應(yīng)用場景的不斷變化，未來還會(huì)出現(xiàn)更多新問題、新需求，需要行業(yè)始終保持清醒，在儲(chǔ)能安全技術(shù)創(chuàng)新上與勢俱進(jìn)、行穩(wěn)致遠(yuǎn)。