最全储能电池参数

一、电池的分类及特性

现阶段应用比较广泛是铅蓄电池和锂电池。
1、铅酸（碳）电池
铅酸电池可用于电力系统备用电源、太阳能风能发电储能系统、军事和航海设备备用电源等。
铅炭电池是一种电容型铅酸电池，它是在铅酸电池的负极中加入了活性碳，能够显著提高铅酸电池的寿命。

【解读】目前铅酸电池由于其初期成本低，在充放电频次要求较低的项目得到广泛应用。同时由于铅蓄电池能力密度较低，续航时间短，循环寿命低等劣势，导致其在能源领域储能应用及电动汽车领域中，占比逐渐降低。
2、锂电池
锂电池由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，具有能量高、使用寿命长、重量轻等多种优点。广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统。

【解读】此外，除了电芯材料不同会导致性能差异以外，电芯工艺类型也会有体现出明显不同：

注：上图来自沃太能源
二、电池主要性能参数

48V储能锂电池参数（派能US2000）
1、Ah（安时数）
反映电池容量大小，如48V100Ah表示电池的容量为4.8度电。
【解读】标称电压和标称安时数，是电池最基本也是最核心的概念。电量Wh=功率W*小时h=电压V*安时数Ah
2、C (电池放电C倍率)
反映电池充放电能力倍率。充放电倍率=充放电电流/额定容量。
【解读】表示放电快慢的一种量度。一般可以通过不同的放电电流来检测电池的容量。例如电池容量为100A·h的电池，用15A放电时，其放电倍率即为0.15C。程冰蕾微信号lasem9882036
3、DOD （Depth of Discharge）放电深度
指在电池使用过程中，电池放出的容量与电池额定容量的百分比。
【解读】同一电池，设置的DOD深度和电池循环寿命成反比。当提升某一方面的性能，就会牺牲其他方面的性能。
如：DOD 80% 的情况下，锂电池循环寿命可达 6,000 ~ 12,000 次。

DOD与电池循环次数的关系
4、SOC(State of charge) 荷电状态
表示电池剩余电量占电池额定容量的百分比。

5、SOH（State of Health）
电池健康状态（包括容量、功率、内阻等），是电池从满充状态下以一定的倍率放电到截止电压所放出的容量与其所对应的标称容量的比值。
【解读】简单来说，就是电池使用一段时间后，性能参数与标称参数的比值，新出厂电池为100%，完全报废为0%，而根据IEEE标准，电池使用一段时间后，电池充满电时的容量低于额定容量的80%，电池就应该被更换。
6、三段式
一般指一种分三个阶段进行充电的装置，三段式充电是一个自动充电的过程，恒流、恒压和浮充是三段式充电的三个必须阶段。

总结
随着电池成本的降低、电池能量密度、安全性和寿命的提升，储能将迎来更大规模的应用。

各类储能技术对比&行业未来格局思考

一.电力市场灵活性调节的广义概念

（1）伴随高比例新能源接入并网，源网荷储四侧正发生着特性变化，电力系统将面临安全稳定方面的六大核心问题——电力电量平衡、短路电流、同步稳定、宽频振荡、电压稳定和频率稳定。

（2）电力系统灵活运行能力主要是指电力系统能够可靠且经济有效地应对全时间尺度的供需平衡变化和不确定性，从而确保电力系统瞬时稳定性、并支持长期供电安全。包括：电力供给侧、电网基础设施、需求侧响应、电力存储等方面改造措施。

（3）电力系统灵活性改造需要电力市场的强大支撑：电力市场划分为电能量市场、容量市场、辅助服务市场和输电权市场，从时间维度，电力市场又可以划分为电力现货市场和中长期市场。

（4）广义的储能实际上与电力系统性灵活性调节的概念是相互重叠的：包括不限于：削峰填谷、一 二次调频、电能质量提升、电网支撑（ 如无功功率补偿）、提高设备利用率等。

削峰填谷：抽水蓄能：电网主导，两部式电价；

新型储能：电站强配+工商业峰谷套利；未来将通过中长期+现货市场调节； 

辅助服务：一次调频、自动发电控制（AGC）调峰、无功调节、 备用、黑启动。

全球户用储能2022年15GWh，2023年约35GWh。

IEA预计欧洲电价在22/23年维持高位。IEA在其发布的《2022年7月电力市场报告》中预测，欧洲电力价格在北半球夏季将略有下降，在2022/2023年冬季达到峰值，整体价格将一直维持在高位。

二.评价指标的选择：最佳场景、初始投资、度电成本

自然界是相对公平的存在：

（1）响应时间 —合适场景；

（2）调节深度 —性能问题；

（3）调峰容量 —项目体量。

 讨论：转化效率问题、能源耦合问题。

何为长时储能？分钟、小时、天、季度？飞轮、锂电（钠电）、钒液流、压缩空气、氢储能。

• 锂离子电池将成为具经济性的储能形式，在短时储能、功率支撑等方面具有明显的优势；

  
  

• 如果资源约束和降本低于预期，钠离子、液流电池将有广阔发展空间 。

  
  

• 抽水蓄能、压缩空气储能、氢能是长时储能最经济的选择；

  
  

• 对于超过 700 小时放电时长的季节性储能 ， 氢能可作为成本最低的选项

当前国内：强制配储：风光建设的 “ 路条 ” ， 更加关注 “ 初始投资成本 ”

当前海外，未来国内：自发配储：经济性出发，更加关注 “ 全生命周期度电成本（LCOE）

我们在长时特定场景下（5小时，一冲一放 ），测算了各类储能技术的 LCOE。当前最便宜的是抽水蓄能和压缩空气储能，电化学储能中最便宜的仍为锂电储能 。

NPV=∑(收入-成本)/(1+折现率) 第n年

令NPV=0，得到上网电价，即度电成本

三.比较1：同为机械储能，抽水蓄能和压缩空气储能哪个更好？

结论：随着技术进步，压缩空气在经济性上逐渐缩小与抽水蓄能的差距 。

抽水蓄能：

优势：当前最成熟的储能技术，度电成本最低。

劣势1：地理资源约束明显，远期来看无法足量的满足储能需求。

劣势2：初始投资成本高、开发建设时间长，在风光建设超预期的时候，储能资源无法及时匹配。

压缩空气：

优势1：摆脱了水资源的地理约束，可以大规模上量。（2000个盐穴、也可以用罐子）

优势2：设备成本占系统成本的大部分，存在着随着大规模应用快速降本的可能。劣势：整个系统的效率相对来说仍在较低的水平。

压缩空气的技术革新：效率从传统的小于50% 逐步提升到当前的 70.4%；未来300MW系统效率有望达到75

三.比较2：同为摇椅电池，钠离子电池和锂离子电池哪个更好？

结论：钠离子电池是锂资源约束下重要的对冲技术 ， 极致降本后在经济性上有望追上锂电。

钠离子电池：

优势：钠离子电池没有明显的资源约束。理论初始投资成本较锂电更低。

劣势：在电池性能上，由原理所决定的，钠离子电池的循环寿命和储能效率低于锂离子电池。

锂离子电池：

优势：锂电池储能是当前技术最为成熟、装机规模最大的电化学储能技术。

劣势：随着全球电池需求量的迅速增长，锂资源开始面临着资源约束问题 。

在钠离子电池布局上，是由锂电产业链企业、初创公司两股势力共同推动的。

在钠离子电池布局上，是由锂电产业链企业、初创公司两股势力共同推动的。

三.比较3：同为电化学体系，液流电池和摇椅电池哪个更好？

结论：当前时点即使在4h长时储能中，也是锂电储能更优；未来随着液流加速降本，在长时领域液流会占据一席之地。

液流电池：

优势1：在长时储能中，液流电池最大的优势为输出功率和储能容量可分开设计。

优势2：循环寿命长。

劣势1：成本和效率是当前液流电池最大的劣势。未来降本4-8h 有望达到2~1.5元/Wh

劣势2：能量密度更低，更多的适合于发电侧、电网侧的大电站。集成角度，体积上是锂电的3 3 倍以上。

摇椅电池：

优势：锂电池储能是当前技术最为成熟、装机规模最大的电化学储能技术。

劣势：摇椅电池提供功率与贮存能量的装置绑定在一起，在不提升功率，仅提升容量的情况下，电池成本等比例增加。

结论：时长越久，液流电池比较优势越大；在技术降本的情况， 若钒价在10万元/吨的水平，长时场景下成本具有竞争力 。

三.比较4：同为液流电池，铁铬和全钒哪个更好？

结论：铁铬液流电池的降本潜力更大。

相较于全钒液流电池，铁铬液流电池的电解液成本较低，但存在正负极混液造成容量衰减、铬反应活性不高等技术难点。相较于铁铬液流电池，全钒液流电池的性能更优，产业化进度更快，但是电解液成本过于刚性降本困难。

三.比较5：同为新型长时储能，压缩空气、液流电池和氢能哪个更好？

结论1：压缩空气与液流电池为直接竞争关系，经济性（初始投资成本和LCOE）是比较的核心 。

压缩空气与液流电池的共同之处：

1.功率和容量单位解耦，系统储能时间越长，单位成本越低；

2.体积较大，更适合应用于大电站的场景；

3.在循环寿命、运行效率等方面都比较相似；

4.均没有资源约束，产能提升后都可以大规模上量。

所以在实际应用场景中，压缩空气与液流电池基本处于直接竞争状态，未来几年的降本速度将是两者竞争的核心。当前来看，压缩空气在初始投资成本和 LCOE 两个层面都处于领先。

结论2：氢储能的核心在于跨日、周、季度需求，以及下游氢的应用场景。

氢储能的储存介质是 “ 含能体能源 ” 氢，可以理解为零碳的化石能源。是更容易长时间大量存储、更容易实现转运的储能介质。但氢储能在储电的时候，要经过电-氢-电两次能量转换，效率上大打折扣。这也就决定了（1）如果需要月度、季度级别、百GWh级别的储能，氢是更好的选择；（2）如果下游对氢的直接需求量提升（能源耦合角度），氢储能的需求同样会得以提升。

四.行业格局的思考：储能整体的推进节奏 —— 循序渐进、星辰大海

五.产业链及相关标的梳理—锂离子电池

五.产业链及相关标的梳理—钠离子电池

五.产业链及相关标的梳理—全钒液流电池

五.产业链及相关标的梳理—压缩空气储能

五.产业链及相关标的梳理—抽水蓄能

五.产业链及相关标的梳理—氢储能

五.产业链及相关标的梳理—飞轮储能

五.产业链及相关标的梳理—超级电容

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