磷酸鐵鋰電池與三元鋰離子電池在儲能市場中哪個更佔優勢?

2020-09-03 美泰儲能資訊

研究表明,磷酸鐵鋰電池(LFP)相對於其競爭對手鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)的安全優勢可能被誇大,並且為此可能會引發業界人士關於電池安全性更多辯論。

這兩種電池都可用於固定式儲能系統,而能量密度更高的鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)目前更普遍地用於電動汽車(EV)中。然而,許多供應商和客戶開始採用磷酸鐵鋰電池(LFP)電池,主要原因之一是鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)發生熱失控的故障率高於磷酸鐵鋰電池(LFP)。

美國基於鋰電池創新架構的儲能廠商Cadenza Innovation公司執行長兼創始人Christine Lampe Onnerud表示,雖然原則上都存在一些引發熱失控的因素,但任何一種電池都可以安全使用。Onnerud表示,這是因為並不是磷酸鐵鋰電池(LFP)或鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)的電池陰極在熱失控故障中發生燃燒,而是其電解質。

鋰電池模塊在衝擊測試中燃燒

Cadenza Innovation公司為此開發了一種用於鋰離子電池的「Supercell」架構,該公司聲稱這種架構能夠阻止由於熱失控而起火的電池將火勢蔓延到相鄰電池中,該架構最近獲得了UL 9540 A認證,獲得這一認證似乎可以證明其安全性。

該公司執行長表示,這是使用鎳含量最高的電池完成測試的,並且其電池設計架構與使用磷酸鐵鋰電池(LFP)還是鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)無關。Onnerud表示,使用哪種電池並不重要,重要的是安全使用電池的控制策略,但越來越多用戶採用磷酸鐵鋰電池(LFP),並將其作為應對熱失控問題的電池解決方案。

Onnerud說,「這就是公用事業公司在採用鋰離子電池儲能系統有些猶豫的原因。而業界人士需要對鋰離子電池在什麼條件下進入熱失控狀態進行分析和探討。」

磷酸鐵鋰電池(LFP)市場份額預計將增長

可能會有其他差異化因素將會進一步細分電池市場。Powin Energy公司執行副總裁Danny Lu表示,安全性是該公司採用磷酸鐵鋰電池(LFP)構建電池儲能系統的主要原因之一,這意味著Powin公司可以採用不受供應限制的磷酸鐵鋰電池(LFP),其他廠商也是如此。Powin公司因此能夠以穩定價格為用戶提供量身定製的儲能解決方案。

調研機構Wood Mackenzie公司的最新預測表明,磷酸鐵鋰電池(LFP)將在未來幾年中佔據固定式儲能市場越來越大的份額,到2030年可能會超過鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)。

Wood Mackenzie公司高級分析師Mitalee Gupta指出,從與電動汽車(EV)市場的早期協同效應開始,儲能市場對於電池性能的要求正在發生變化,從而導致其市場演變。

自從2010年以來,由於對電動汽車需求的快速增長,其發展也促進鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)的成本降低了85%以上,但電動汽車領域的大量需求意味著固定儲能行業遭遇了供應短缺情況。

Gupta說,「儘管鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)在儲能市場上很短缺,但磷酸鐵鋰電池(LFP)電池供應卻很充足。隨著鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)交貨時間延長並且價格保持不變,磷酸鐵鋰電池(LFP)供應商開始以具有競爭力的價格進入鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)應用受限的市場,從而使磷酸鐵鋰電池(LFP)成為電力和能源應用的一個具有吸引力的選擇。」

歐洲創新與技術研究院的工業戰略執行官Bo Normark表示,磷酸鐵鋰電池(LFP)不需要鈷這一事實很可能是另一個重要區別,雖然早期為電動汽車行業生產的大量鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)意味著其成本將會大幅降低,但磷酸鐵鋰電池(LFP)也可以從快速擴展的生產規模中獲益。

Normark說,「汽車行業實際上採用更多的是鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC),因為具有高能量密度,並且由於產量巨大而能夠以低成本生產。但是正如人們所看到的那樣,磷酸鐵鋰電池(LFP)的成本甚至比鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)低,並且不需要採用金屬鈷。同樣在儲能行業,大批量生產的磷酸鐵鋰電池(LFP)成本非常低,而且極具競爭力。」

Normark表示,隨著時間的推移,電池的安全性可能比降低成本更重要。電池儲能系統的安全性更關鍵地取決於電池管理系統和電池質量。

他說,「因此,我們認為安全問題在未來將會得到解決,但我認為這並不是最終的決定性因素,而是更多地與成本有關。」

儲能系統集成商和技術提供商Fluence公司營銷和戰略副總裁Brian Perusse表示,該公司推出的新型第六代儲能系統可以使用磷酸鐵鋰電池(LFP)或鎳鈷錳三元鋰離子電池(NMC)電池運行。

Perusse在發布Fluence Cube電池儲能模塊化解決方案時說:「我們認為這兩種電池都能在電池儲能系統發揮重要作用,因此擁有能夠使用其中一種電池的儲能系統非常重要。」

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