12月9日,高工產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2025年全球儲(chǔ)能電池出貨量預(yù)計(jì)將超650GWh,同比增長超過80%;中國儲(chǔ)能系統(tǒng)(交流側(cè))出貨量預(yù)計(jì)超過320GWh,同比增長超80%。全球需求的爆發(fā)還在持續(xù),部分企業(yè)的訂單已經(jīng)排到明年三季度。而除了鋰電池外,超級(jí)電容、壓縮空氣儲(chǔ)能、高溫熔鹽儲(chǔ)能等多種儲(chǔ)能方式也受到市場關(guān)注。
多種儲(chǔ)能方式各有所長,“鋰離子電容器具有高安全、長壽命、大溫寬、高功率密度、超高循環(huán)次數(shù)等優(yōu)勢?!?2月10日北京中綠中科鋰電容科技有限公司(下稱“鋰電容公司”)技術(shù)人員告訴《華夏時(shí)報(bào)》記者。
循環(huán)次數(shù)可達(dá)百萬以上
傳統(tǒng)電容器應(yīng)用在各類電子產(chǎn)品中,內(nèi)部由兩塊導(dǎo)電極板中間夾著絕緣介質(zhì)(如陶瓷、電解液、薄膜等)構(gòu)成。當(dāng)電源電壓施加在電容兩端時(shí),正極板積聚正電荷,負(fù)極板積聚負(fù)電荷,從而形成一個(gè)電場,完成電能儲(chǔ)存。當(dāng)電路中瞬間電壓下降時(shí),電容會(huì)快速放電,維持電壓穩(wěn)定;而在電壓升高時(shí)又能吸收電荷,緩沖突變。這種特性可以防止設(shè)備因供電不穩(wěn)定而工作異常。
而基于這種充放電的特性,電容器也能被利用為“充電寶”,實(shí)現(xiàn)類似儲(chǔ)能電池的功能,即超級(jí)電容器。在一定電壓條件下,超級(jí)電容器的兩極由于靜電吸附,分別聚集陽離子和陰離子,這便是充電過程。放電時(shí),離子離開電極表面,使存儲(chǔ)的電荷釋放出來,為外部電路提供電能。
超級(jí)電容器的充放電過程沒有化學(xué)反應(yīng),正負(fù)極可以都是活性炭,因此可以降低材料的損耗,從而提高使用壽命和循環(huán)次數(shù)。如果用鋰鹽作為電解液,則可以進(jìn)一步提高功率密度和能量密度。以鋰電容公司研發(fā)的鋰離子電容器為例,其充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)到100萬次以上,工作溫度范圍-40℃至65℃。
鋰電容公司相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者做了一個(gè)形象的比喻:“鋰電容就像短跑運(yùn)動(dòng)員,具有卓越的瞬時(shí)爆發(fā)力,鋰電池就像馬拉松運(yùn)動(dòng)員,耐力較強(qiáng),但短時(shí)爆發(fā)力較弱。”
因此,鋰電容與鋰電池搭配使用可以各取雙方所長。鋰電容對電壓及頻率的瞬時(shí)波動(dòng)有很好的平抑作用,以鋰電容公司為例,其應(yīng)用場景包括電力系統(tǒng)調(diào)頻、智算中心等。電力系統(tǒng)調(diào)頻方面,鋰電容在傳統(tǒng)電力和新能源電力上均可發(fā)揮作用,如提升水電、火電調(diào)頻性能,減少疲勞損耗,抑制新能源發(fā)電瞬時(shí)波動(dòng),提升電能質(zhì)量,提升新能源消納比例與運(yùn)行安全性。在智算中心領(lǐng)域,鋰電容可支撐瞬時(shí)功率,同時(shí)能做備用電源使用,在人工智能工作負(fù)載產(chǎn)生的大功率瞬態(tài)變化或尖峰時(shí),超級(jí)電容能通過快速充放電來提供瞬時(shí)功率補(bǔ)償,以此支持與平衡AI服務(wù)器的電力供應(yīng),保護(hù)電力系統(tǒng)免受強(qiáng)烈浪涌和線路干擾的影響。
新型儲(chǔ)能漸趨多元化
但目前,超級(jí)電容儲(chǔ)能方式在國內(nèi)尚處于起步階段。天風(fēng)證券研報(bào)顯示,超級(jí)電容器目前正處于國產(chǎn)替代階段,日本企業(yè)武藏能源和被特斯拉收購的Maxwell公司在全球市場有規(guī)模領(lǐng)先的地位。
鋰電容公司董事長厲明在接受媒體采訪時(shí)曾表示對標(biāo)武藏能源、Maxwell公司:“從全球視野看,這些公司的超級(jí)電容器基本壟斷了高端超級(jí)電容器市場,當(dāng)然中國也有一些公司正在發(fā)力,但在技術(shù)、市場規(guī)模等方面還有提升空間,我們也想打破這種壟斷?!?/p>
在技術(shù)領(lǐng)域,鋰電容公司已經(jīng)有一定的儲(chǔ)備,下一步則是在量產(chǎn)方向發(fā)力。12月10日,記者探訪了鋰電容公司的中試生產(chǎn)線,制漿、涂布、碾壓、分切、注液、焊接、封裝等流程完整,目前處于小批量生產(chǎn)階段。據(jù)公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,2026年第二條產(chǎn)線將搭建完成,預(yù)計(jì)在2027年實(shí)現(xiàn)450萬支產(chǎn)能,2028年產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)大至700萬支。
在主流的鋰電池儲(chǔ)能之外,除了鋰電容,各種新型儲(chǔ)能方式如雨后春筍般涌現(xiàn),各自發(fā)揮優(yōu)勢。如以安全和長時(shí)為特點(diǎn)的全釩液流電池,不受資源和地理局限的壓縮空氣儲(chǔ)能,以及成本低、壽命長的高溫熔鹽儲(chǔ)能。
星辰新能主營全釩液流儲(chǔ)能業(yè)務(wù),聯(lián)合創(chuàng)始人陳培毅在接受《華夏時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)表示,全釩液流電池比較安全,因?yàn)樗鼪]有相變反應(yīng),全部都是液態(tài),不存在鋰電池負(fù)極中的鋰枝晶。它的溶劑包括水、硫酸、硫酸氧釩,都是不易燃燒的。另外,液流電池適合做長時(shí)儲(chǔ)能,這是相比鋰電池的又一大優(yōu)勢。
中國綠發(fā)在壓縮空氣儲(chǔ)能和高溫熔鹽儲(chǔ)能方面均有布局,其液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)以空氣為儲(chǔ)能介質(zhì),具有安全、大容量、長壽命、不受地理?xiàng)l件限制等優(yōu)勢。公司相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者,公司青海格爾木60MW/600MWh示范項(xiàng)目正在加快建設(shè)。另外,其高溫熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目,是將熔鹽熱能與電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換,可以應(yīng)用于火電機(jī)組調(diào)峰、工業(yè)園區(qū)供熱等場景。
——信息來自:華夏時(shí)報(bào)