ESS電池與EV電池在分化中開始互補

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）ESS（儲能系統(tǒng)）電池是一種用于儲存電能的電池系統(tǒng)，主要應(yīng)用在電網(wǎng)儲能、分布式儲能、微網(wǎng)儲能、備用電源等場景，可調(diào)節(jié)電網(wǎng)負荷、提高供電可靠性、實現(xiàn)能源的削峰填谷等。

而EV（電動汽車）電池則是電動汽車使用的電池，主要為車輛提供動力，以滿足日常出行需求，常見于家用轎車、公交車、物流車等各類電動車輛。而今，過去這兩種相似的電池，如今卻開始逐漸分化了，并在發(fā)展中開始互補。

走向分化的ESS與EV電池

20世紀70年代，彼時的ESS電池才剛剛發(fā)展，而EV電池已經(jīng)發(fā)展了近百年。兩款電池的區(qū)別并不算大，并且當時市場主流還在使用鉛酸電池。

而早期的鉛酸電池能量密度較低，在EV中的使用受到續(xù)航里程的嚴重限制，但因其成本較低、技術(shù)成熟，在一些對能量密度要求不高的ESS場景中仍有應(yīng)用，使得兩者在技術(shù)上沒有明顯的分化界限。

同時，在新能源發(fā)展的早期階段，電動汽車和儲能系統(tǒng)的市場規(guī)模都相對較小，市場對于ESS和EV電池的特定性能需求尚未充分顯現(xiàn)。一方面，電動汽車的普及程度低，消費者對其續(xù)航里程和充電時間的要求不像現(xiàn)在這樣苛刻。

另一方面，儲能系統(tǒng)主要應(yīng)用于一些小型的、對電池性能要求不高的場景，如偏遠地區(qū)的小型儲能電站或家庭儲能等，市場對于大規(guī)模、高性能儲能系統(tǒng)的需求尚未爆發(fā)，導(dǎo)致對ESS電池的性能要求與EV電池相近，沒有形成分化的市場驅(qū)動力。

即便隨著技術(shù)發(fā)展，鋰電池開始逐漸成為主流，但在發(fā)展初期，其性能提升也較為緩慢。并且早期的鋰電池由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜、原材料供應(yīng)有限等原因，成本居高不下，使得ESS和EV在使用鋰電池時都需要考慮成本因素。

不過隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，儲能與電動汽車開始對各自領(lǐng)域的電池有了不同的需求。比如要求ESS電池更注重成本、耐用性和存儲時間，固定電池需要在價格上與傳統(tǒng)的調(diào)峰和調(diào)頻技術(shù)競爭，同時需要長達10000次充電循環(huán)的更長使用壽命，這是電動汽車電池的三倍。

而EV電池的則重點在于提高能量密度以增加續(xù)航里程和縮短充電時間。隨著電動汽車市場的快速發(fā)展，對高能量密度、快速充電的電池需求不斷增長。

另一方面，從市場角度來看，隨著碳中和方針的確立，可以確定未來數(shù)十年儲能市場都將繁榮發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，2023年全球ESS出貨量達到185GWh，較前一年增長了53%，未來隨著新能源發(fā)電的占比提升和儲能政策的支持，ESS電池市場將持續(xù)擴容。

當然，EV電池也愛隨著全球電動汽車市場的快速發(fā)展，其市場規(guī)模也在不斷擴大，2023 年鋰電池總出貨量中電動汽車電池占據(jù)了70%以上的出貨份額，預(yù)計未來仍將保持較高的增長速度。

但從未來的發(fā)展情況來看，目前中國新能源車滲透率已經(jīng)超過50%，意味著在中國市場，EV電池的發(fā)展空間相對而言將變得有限。除非未來人形機器人及低空飛行器市場帶動，但這些領(lǐng)域的電池又會有新的要求，將與EV電池有所區(qū)別。

從分化到互補

如今，電池技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達到了一定階段，ESS電池與EV電池也有了一些明顯的區(qū)別。例如EV電池為增加電動汽車續(xù)航里程、減少充電頻率，需不斷提高能量密度，如采用先進的硅基和鋰金屬陽極技術(shù)及全固態(tài)電池等新技術(shù)來提升能量密度，像特斯拉的長續(xù)航車型，其搭載的高能量密度電池可使續(xù)航里程超數(shù)百公里。

而ESS電池對能量密度要求相對較低，更關(guān)注成本、耐用性和存儲時間，如磷酸鐵鋰（LFP）陰極技術(shù)因安全性能好、循環(huán)壽命長、原材料成本低，在ESS市場越來越受歡迎，280Ah已成為LFP電池在電網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用中的新標準，且有向更大容量如560Ah發(fā)展的趨勢，可滿足儲能系統(tǒng)長時間穩(wěn)定供電的需求。

充放電速度上，EV電池為了縮短充電時間，提高使用便利性，需具備快速充電能力，如采用高功率充電技術(shù)和優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)等，使電動汽車在短時間內(nèi)可充入大量電能，像比亞迪漢EV的安全升壓快充技術(shù)，可在國家電網(wǎng)上實現(xiàn)大于100KW的峰值充電功率。

ESS電池對于充放電速度要求相對較低，更注重在不同工況下穩(wěn)定地充放電，不過隨著分布式儲能等應(yīng)用場景的發(fā)展，對ESS電池的快速充放電能力也有了一定的要求，但總體仍低于EV電池。

成本控制或是兩者較大的區(qū)別，EV電池因?qū)δ芰棵芏?、充放電性能等要求高，需使用高性能材料和?fù)雜制造工藝，如采用鎳鈷錳酸鋰（NMC）、鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等高成本材料及先進的電極制造工藝，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。

而ESS電池更側(cè)重成本控制，降低成本的一種有意義的方法是增加電池的容量和尺寸。這減少了系統(tǒng)組件的數(shù)量，降低了BOM成本，簡化了組裝和集成，并減輕了BMS的負擔。并且ESS大多選擇磷酸鐵鋰，原因之一便是成本較低。

有趣的是，盡管兩款電池如今都有各自的側(cè)重點。但在一些領(lǐng)域中，兩款電池卻有了互補的趨勢。例如在V2G技術(shù)應(yīng)用中，電動汽車的電池可以在閑置時將電能反饋給電網(wǎng)，起到調(diào)節(jié)電網(wǎng)負荷的作用。這就需要EV電池與ESS電池相互配合，共同實現(xiàn)電網(wǎng)的削峰填谷。

在包含太陽能、風能等可再生能源的分布式能源系統(tǒng)中ESS電池可用于存儲可再生能源產(chǎn)生的多余電能。當電動汽車在該系統(tǒng)內(nèi)充電時，若可再生能源發(fā)電不足，ESS電池可以作為補充電源為EV電池充電，提高能源的利用效率和供電可靠性，實現(xiàn)分布式能源的優(yōu)化配置和高效利用。

在微電網(wǎng)中，ESS電池和EV 電池也可以配合，ESS 電池作為主要的儲能設(shè)備，負責平衡微電網(wǎng)內(nèi)的電能供需；而EV電池則可以在必要時作為輔助儲能資源，增強微電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高微電網(wǎng)應(yīng)對突發(fā)情況和負荷變化的能力。

小結(jié)

ESS電池用于電網(wǎng)儲能等場景以調(diào)節(jié)電網(wǎng)負荷等，EV電池為電動汽車提供動力，早期二者因技術(shù)、市場需求、成本等因素分化界限不明顯，隨著發(fā)展，二者基于不同應(yīng)用需求在性能、成本等方面出現(xiàn)明顯分化，不過如今在 V2G 技術(shù)應(yīng)用、分布式能源系統(tǒng)、微電網(wǎng)等領(lǐng)域又呈現(xiàn)出互補趨勢，共同助力能源利用與電網(wǎng)穩(wěn)定等相關(guān)方面的發(fā)展。