磷酸铁锂电池品牌：目前新型储能技术中主流王者“锂”

在当今能源领域，新型储能技术的发展备受瞩目。而磷酸铁锂电池凭借其众多显著优势，在新型储能技术领域中迅速崛起，占据了主导地位。
随着全球对清洁能源的需求不断增长，储能技术在能源体系中的重要性日益凸显。无论是可再生能源的大规模接入，还是智能电网的稳定运行，都离不开高效可靠的储能系统。磷酸铁锂电池凭借其独特的性能优势，在众多储能解决方案中脱颖而出，成为佼佼者。
磷酸铁锂电池的崛起并非偶然。它在循环寿命、工作温度范围、安全性与稳定性、无记忆效应、环保性以及成本等方面表现出色，完美契合了储能领域对经济和安全的高要求。此外，锂电储能还具备容量配置灵活、站址约束条件少、建设工期短等显著特点，能够快速响应电力系统的调节需求，这进一步强化了磷酸铁锂电池在新型储能技术中的主流地位。
接下来，本文将深入剖析磷酸铁锂电池在新型储能技术中的优势以及未来发展前景，为读者展现这一先进储能技术的魅力与潜力。
二、新型储能技术路线概述
（一）传统储能技术
抽水蓄能、水力发电等机械能储能。
抽水蓄能电站通常由上水库、下水库以及可逆式水泵水轮机构成。在电力需求低谷期，可逆式水泵水轮机作为水泵运行，利用低价值的电能将水从下水库抽至上水库，以储存水的势能；而在电力需求高峰期，则将其作为水轮机使用，通过在上水库开闸放水，将储存的水的势能转换为高价值的电能。抽水蓄能具有技术优、成本低、寿命长、容量大、效率高等优点，可适应各种储能周期需求，系统循环效率可达 70% – 80%。抽蓄电站坝体可使用 100 年左右，预计电机等设备使用年限为 40 – 60 年。截至 2021 年底，中国储能装机总规模达到 46.1GW，其中抽水蓄能占比 86.3%。
铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池等电化学储能。
磷酸铁锂电池在储能领域展现出诸多显著优势。首先，其能量密度相对较高，续航能力较强。此外，随着磷酸铁锂正极材料的广泛应用，传统的碳负极锂离子动力锂离子电池的寿命和安全性得到了显著提升，因此磷酸铁锂电池成为储能领域的首选。其次，锂离子电池具备较长的循环寿命。尽管当前其能量密度相对较低、续航能力较弱以及价格偏高，但随着技术的不断进步，这些不足之处有望得到显著改善，从而进一步拓宽其在储能领域的应用范围。此外，锂离子电池还具有良好的倍率性能，且制备工艺相对简单。未来，通过改进其高温性能和循环性能等方面的不足，将更有利于其在储能领域的应用与发展。全球锂离子电池储能系统在技术上占比其他电池储能系统占比要高出很多，锂离子电池将成为未来储能的主流。2020 年，储能电池的市场将达到 700 亿元人民币。此外，锂离子电池清洁无污染，不含有铅、汞、镉等有毒物质，同时因为电池密封良好，在使用过程中极少有气体放出，不对环境造成污染。
（二）新型储能技术路线
锂离子电池、钠离子电池、液流电池、熔盐储能、压缩空气储能、氢储能等。
锂离子电池由正极、负极、隔膜以及电解液等关键组件构成，具备能量密度大、无记忆效应、充放电速度快、响应迅速等诸多优点，因此被广泛应用于风电、光伏等新能源发电侧的储能配置以及用户侧的储能项目中。2021 年中国电化学储能装机中，锂离子电池占比高达 89.7%。储能领域对能量密度要求不高，成本低、寿命长的磷酸铁锂电池更受青睐。随着技术进步，锂离子电池能效转化率在储能技术中最高，其寿命将逐步增加，成本也有望继续下降。铁锂电池储能系统循环寿命达到 10000 次，能量效率达到 98%，将可与抽水蓄能电站比拟。
钠离子电池作为一种新型的储能技术，凭借其高能量密度、长循环寿命以及低成本等显著优势，在储能领域中展现出了广阔的应用前景。钠离子电池在电网储能、工业应用、交通运输、家庭储能等领域都能发挥重要作用。目前，钠离子电池已经进入产业化阶段，技术路线的不同主要区别于正极材料的不同。随着技术的持续进步和成本的逐步降低，钠离子电池的商业化应用前景愈发广阔。
全钒液流电池：全钒液流电池是一种把钒作为活性物质呈循环流动液态的电池，其循环使用寿命长、安全性高、储能上限高，适合用作大规模储能设备。相较于锂电池储能，其优势主要体现在安全性、长寿命、灵活性、绿色环保等方面。全钒液流电池是当前液流电池中发展时间最长、技术最成熟、商业化程度最高的一种技术，主要适用于大规模、中长时储能场景。
压缩空气储能：压缩空气储能是一种基于燃气轮机发展而产生的储能技术，以压缩空气的方式储存能量。随着技术快速进步，压缩空气储能电站效率已升至 75%，略低于抽水蓄能电站，其度电成本仅略高于抽水蓄能，但远低于磷酸铁锂储能；其投资周期和建设周期较抽水蓄能短，且单体投资规模限制小。
氢储能：氢在自然界中含量丰富，除空气中的氢气，它还以化合物形态存在水中。氢储能等其他类型的新型储能技术由于技术成熟度较低，大部分处于开发和示范应用阶段，其中氢储能正加速推进商业应用部署。
目前主流路线为锂离子电池、全钒液流电池、钠离子电池和氢燃料电池。
目前，在新型储能技术中，锂离子电池、全钒液流电池、钠离子电池和氢燃料电池是主流路线。锂离子电池凭借其能量密度大、无记忆效应、充放电快速等优点，在储能市场中占据重要地位。全钒液流电池具有长寿命、高安全性、储能上限高等优势，适用于大规模储能场景。钠离子电池作为新兴技术，具有成本低、资源丰富等特点，有望在未来储能市场中崭露头角。氢燃料电池虽然技术成熟度较低，但具有清洁、高效等特点，未来发展潜力巨大。
三、磷酸铁锂电池的优势
（一）性能优势
容量大，决定储能系统的储能能力和供电持续时间。
磷酸铁锂电池具有较大的容量，这使得它在储能系统中能够储存更多的能量，从而决定了储能系统的储能能力和供电持续时间。相比其他类型的电池，磷酸铁锂电池能够为用户提供更持久的电力支持，满足各种不同的用电需求。
充放电效率高，减少能量损失，提高系统整体效能。
磷酸铁锂电池的充放电效率非常高，能够有效地减少能量损失。在充电过程中，磷酸铁锂电池能够快速地吸收电能，将其转化为化学能储存起来；在放电过程中，又能够迅速地将化学能转化为电能释放出来。这种高效的充放电特性，大大提高了系统的整体效能，降低了能源的浪费。
循环寿命长，延长系统使用寿命，减少维护成本。
磷酸铁锂电池的循环寿命通常可以达到 2000 次以上，甚至可达 5000 次。这意味着在需要长时间使用的场合，如电动汽车、储能系统等，磷酸铁锂电池具有明显的优势。长寿命的特点不仅降低了用户的更换成本，还减少了对环境的影响，符合可持续发展的理念。
安全性高，降低系统运行风险，保护用户安全。
磷酸铁锂电池的化学结构使其在高温和过充电情况下更为稳定，极大地降低了爆炸和火灾的风险。与其他类型的锂离子电池相比，磷酸铁锂电池在遭受物理冲击或短路时的安全性更高。这种高安全性能够降低系统运行的风险，保护用户的生命和财产安全。
（二）成本优势
原材料成本较低，相比锂离子电池原材料价格优势明显。
以最常见的镍钴锰酸锂电池为例，其主要原料中，尤其是镍和钴价格相对较高，而这两种材料在磷酸铁锂电池中的用量极少或根本不用。因此，磷酸铁锂电池的原材料采购成本较低。此外，随着生产工艺的不断改进和规模化生产，磷酸铁锂电池的成本有望进一步降低。
负极集流体可选用铝箔，与锂离子电池的铜箔相比降低成本。
在锂离子电池中，负极集流体通常采用铜箔，而磷酸铁锂电池的负极集流体可选用铝箔。与铜箔相比，铝箔的价格更低，从而降低了电池的制造成本。同时，铝箔具有良好的导电性和稳定性，能够满足磷酸铁锂电池的性能要求。
（三）资源丰富度优势
钠元素在地壳中含量丰富，分布广泛，开采简单。
尽管磷酸铁锂电池的优势主要体现在性能和成本上，但与之相关的钠元素同样具备显著的资源丰富度优势。钠元素在地壳中含量丰富，分布广泛，开采相对简单。这为未来电池技术的发展提供了更多的可能性，尤其是在钠离子电池等新兴技术领域。
锂元素相对稀缺，且开采困难。
相比之下，锂元素相对稀缺，且开采困难。随着全球对锂离子电池的需求不断增长，锂资源的供应压力也越来越大。这导致磷酸铁锂电池在资源可持续性方面面临一定的挑战。然而，通过不断探索新材料和技术，如提高电池回收利用率和开发替代材料等，可以有效缓解锂资源短缺的问题。
四、磷酸铁锂电池在新型储能中的应用案例
（一）四川协鑫锂电项目
采用物理干法工艺，成本降低，产能提升。
四川协鑫锂电年产 36 万吨磷酸铁锂储能材料项目是眉山市最大储能材料项目，也是行业唯一使用物理干法工艺的磷酸铁锂项目。该项目采用协鑫自主知识产权的 GCL – PHY 法合成磷酸铁锂材料，合成流程由 11 步缩短至 4 步，项目综合投资、能耗指数、工艺成本同比减少近 50%。同样的设备投入产能是传统工艺的近 2 倍，全程无废水、废气、废渣，无需落户化工园区。
产品提前被锁定，电芯厂反馈良好。
项目研发的四款主流产品尚未生产即已销售一空，被多家批量合作客户提前锁定，并已完成针对多家大客户的送样测试。电芯厂反馈的数据显示，应用协鑫的正极材料，电池充放电损失仅 5% 左右，下一步将降至约 3%。
协鑫集团专注储能材料，规划多个产业基地。
未来三年，协鑫规划在四川、江苏、江西、贵州等地新建多个产业基地，将储能材料年总产能提升至 300 万吨。协鑫集团董事长朱共山强调，协鑫拒绝盲目跟风，拒绝同质化竞争，专注材料端，只聚焦储能。
（二）南方区域首个混合储能项目
“磷酸铁锂电池 + 超级电容器” 混合储能，调频性能及收益大幅提升。
广东珠海金湾发电有限公司的 “磷酸铁锂电池 + 超级电容器” 新型混合储能技术调频项目运行 7 个月以来，AGC 调频累计收益 3069 万元，而此前该公司的 AGC 调频收益不足 10 万元 / 月。常规磷酸铁锂电池调频的综合 K 值一般为 1.0 – 1.3，平均月度调频收益为 250 万元左右，“磷酸铁锂 + 超级电容” 调频综合 K 值可达 1.3 – 1.6，平均月度收益可达 500 万元以上。
利用超级电容器优点，实现综合最优。
超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、使用寿命长、高低温性能优越、安全、环保等特性，与储能辅助调频工况十分契合。将其引入需要频繁快速充放电的电网调频领域，为超级电容器开拓了一个全新的应用领域；同时，通过与磷酸铁锂电池的耦合，成功规避了当前超级电容器单位成本较高的劣势，实现了综合性能的最优化。
助力实现 “双碳” 目标，实现机组节能降耗提质增效。
储能系统凭借其优异的调频性能，助力燃煤机组更有效地参与 AGC 调频市场，降低了发电机组煤耗和因快速动作导致的部件老化，从而实现了机组的节能降耗和提质增效。项目一方面通过减少煤耗，实现了节能减排，另一方面也有效缓解了大量新能源接入电网带来的频率波动影响，从而促进新能源的发展，积极推动我国 “双碳” 目标实现。
（三）山西阳泉新型储能项目
飞轮 + 磷酸铁锂新型储能项目落地。
阳泉城区举行新型储能项目合作框架协议签约仪式，300MW/315MWh 城区新型储能项目，飞轮储能系统规模为 150MW/15MWh、磷酸铁锂储能系统规模为 150MW/300MWh，项目总投资约 20 亿元，共计占地面积约 70 亩。
项目规模大，投资约 20 亿元。
阳泉高新区储能电站成功并网，这是目前山西省投产规模最大的独立储能电站。项目规模 200MW/400MWh，采用磷酸铁锂电池，以集装箱、户外柜形式安装布置。项目占地面积 45 亩，位于阳泉高新区庙堰园区，总投资约 8 亿元。为推进项目尽快建成投产，阳泉高新区成立重点项目服务工作专班，及时跟进了解项目建设进度，并积极协调相关部门和企业，解决项目建设中遇到的困难和问题。目前，储能电站在持续进行设施设备的调试工作，预计 2024 年 2 月正式投入运行。未来，随着储能电站的持续建设，储能电站将在推动能源绿色转型、极端事件应对等方面发挥作用，为保障山西电网稳定运行、提升新能源资源综合利用率提供有力支撑。
五、新型储能技术发展面临的问题
（一）市场机制和盈利机制不健全
新能源侧电网侧储能成本疏导困难。
当前，新型储能在新能源侧和电网侧面临着成本疏导的严峻挑战。从政策层面分析，尽管多地已出台了一系列支持新型储能产业发展的政策措施，但储能成本的合理疏导机制尚未完全构建。例如，在电化学储能中占主导地位的磷酸铁锂电池项目，其成本疏导问题仍待解决。
根据相关资料，当前储能产业仍有堵点待疏，包括尚未建立基于储能综合价值的补偿政策和机制等。业内人士建议，应合理疏导储能成本，将其纳入输配电定价成本构成体系，并科学合理地制定新能源电源侧储能的配置比例。以电网侧新型储能为例，其商业模式尚待完善，当前以租赁为主导的发展模式缺乏可持续性。按照电化学储能当前造价测算，储能电站购售电价差在 0.7 – 0.8 元 / 千瓦时左右才能基本实现成本回收，但从新型储能参与现货市场和辅助服务市场的情况来看，目前较难实现这一价差。
此外，新能源配储同样面临着成本疏导的难题。新能源企业往往将配储视为成本负担，为降低成本而追求低价储能，这导致了储能利用率低下和调度可靠性差等问题。同时，共享 / 独立储能电站的盈利渠道受限，经济性不佳，影响投资的积极性。例如，对于共享储能电站而言，其出租的容量仅限于参与调频服务，且目前新型储能尚未获得任何容量支持政策。
储能系统利用率不高，投资方收益水平偏低。
新型储能系统的利用率普遍偏低，导致投资方收益水平不高。根据中电联数据，2022 年，中国电化学储能电站的利用率较低，新能源配储系数仅为 6.1%，在电化学储能各种应用场景中利用系数最低。相比之下，火电厂侧储能等效利用系数为 15.3%，电网侧储能等效利用系数为 14.8%，用户侧储能等效利用系数为 28.3%。
以宁夏的储能电站为例，尽管上半年储能电站参与调峰辅助服务的调用情况较为理想，但部分储能项目的收益仍然难以覆盖其投资成本。如一家储能电站负责人表示，每月除去各项成本摊销实际收益只有 100 多万元，与电站 4.2 亿元投资额的预期收益相差甚远。此外，新能源配储的项目平均利用率也不高，如全国新能源消纳监测预警中心公布的数据显示，2023 年电网侧、用户侧、新能源强制配储项目平均利用率指数分别为 38%、65%、17%。
（二）产品同质化
缺乏创新，面临激烈竞争。
当前，新型储能产品同质化现象严重。在激烈的市场竞争中，电芯、系统容量 “做大” 成为各家企业新品不约而同的发力点，产品在外观设计、性能特征、营销卖点，甚至技术演进方向都呈现趋同现象。例如，随着我国单个储能项目规模由 MWh 时代驶向 GWh 时代，大容量电池被认为是行业升级发展的一大方向，进入 2024 年，300Ah + 大容量储能电芯加速规模化落地及应用，与此同时，电芯产品、储能系统呈现 “百花齐放” 的态势，行业头部企业纷纷发布 500Ah + 不同规大容量储能电芯备受关注。在系统领域，尽管5MWh级别的系统尚未实现大规模应用，但6MWh及以上的系统已相继涌现。
产品同质化的直接后果是加剧企业之间的降价竞争。过去一年，储能电芯价格下降过半，从 0.9 元 / Wh 降至 0.4 元 / Wh 以下，储能系统平均价格从 1.3 元 / Wh 降至约 0.7 元 / Wh，已跌破部分企业产品成本线，且价格还在继续下行。据研究机构高工产业研究院分析，2024年中国新型储能市场整体将呈现供大于求的局面，其中储能系统集成环节的竞争相较于电芯环节更为激烈，预计将有50%以上的储能系统企业面临淘汰。
业内人士指出，同质化不等同于标准化，但往往是标准化、技术突破或新理念破局的前奏。在当前激烈的市场竞争中，企业最终凭借的还是高性价比的产品、领先的技术、丰富的国内外渠道资源和优质服务。储能行业要开展良性竞争，相互赋能，龙头企业应发挥引领和聚集效应，开拓创新，带领上下游产业链共同打造出满足市场真正需求的高性价比产品。同时，行业迫切需要制定一系列准入标准，以提升行业的竞争壁垒。
六、结论
磷酸铁锂电池在新型储能技术中占据主流地位，这一优势得益于其多方面的出色表现。然而，不可忽视的是，它也面临着一些挑战，但随着技术的不断进步和政策的支持，其在新型储能领域的前景依然广阔。
从性能方面来看，磷酸铁锂电池容量大，能够为储能系统提供强大的储能能力和较长的供电持续时间。其充放电效率高，可有效减少能量损失，提高系统整体效能。长循环寿命不仅延长了系统的使用寿命，还降低了维护成本。同时，高安全性降低了系统运行风险，为用户提供了可靠的保障。
在成本方面，磷酸铁锂电池的原材料成本较低，相比锂离子电池中使用较多的镍和钴，磷酸铁锂电池对这些高价材料的需求极少或根本不用。此外，负极集流体可选用铝箔，与锂离子电池的铜箔相比，进一步降低了成本。
资源丰富度方面，虽然锂元素相对稀缺且开采困难，但与之相关的钠元素在地壳中含量丰富、分布广泛且开采简单，为未来电池技术的发展提供了更多可能性。
在新型储能中的应用案例也充分展示了磷酸铁锂电池的优势。四川协鑫锂电项目采用物理干法工艺，降低了成本，提升了产能，产品提前被锁定且反馈良好，协鑫集团还规划多个产业基地，专注储能材料。南方区域首个混合储能项目将磷酸铁锂电池与超级电容器结合，大幅提升了调频性能及收益，实现了综合最优，同时助力实现 “双碳” 目标。山西阳泉新型储能项目中，飞轮 + 磷酸铁锂新型储能项目落地，规模大、投资高，未来将在推动能源绿色转型等方面发挥重要作用。
然而，新型储能技术发展也面临一些问题。市场机制和盈利机制不健全，新能源侧电网侧储能成本疏导困难，储能系统利用率不高，投资方收益水平偏低。产品同质化现象严重，缺乏创新，面临激烈竞争。
尽管如此，磷酸铁锂电池在新型储能技术中的主流地位仍不可动摇。随着技术的不断进步，如提高电池的回收利用率、开发替代材料等，可以缓解锂资源的短缺问题。政策的支持也将有助于建立健全市场机制和盈利机制，提高储能系统的利用率和投资方的收益水平。同时，企业应加强创新，提高产品的差异化竞争优势，共同推动新型储能技术的发展。
总之，磷酸铁锂电池在新型储能技术中占据主流地位，具有广阔的发展前景。在未来，我们有理由相信，磷酸铁锂电池将继续为新型储能领域的发展作出更大的贡献。