储能电池参数详解

2021年，动力电池在产业、资本层面均受青睐，今年，其光芒逐渐转移到储能电池赛道。据数据显示，2021年国内储能电池出货量48GWh，同比增长2.6倍，预计2022年国内储能电池有望继续保持高速增长态势，保守估计年出货量有望突破90GWh，同比增长88%。

电池是电化学储能系统中最重要的部分，占储能系统成本的60%，PCS构成20%，EMS构成10%， BMS构成5%，其他配件构成5%。有相关数据表示，中国储能电池出货量保持高速增长势态，未来三年年均增长率超过50%。

本文从电池分类及特性、主要性能参数、储能应用分析、其他概念等内容进行解读，其中参数详解共涉及六大类，帮助大家对储能电池有更好的了解。

一、电池的分类及特性

从图表中，可看出电池的种类有很多，而现阶段应用比较广泛是铅蓄电池和锂电池；按应用领域不同，锂离子电池主要分为消费型、动力型和储能型三大类。

在消费电池渐趋饱和、动力电池方兴未艾的背景下，转换产品方向、进军动力和储能领域成为众多传统消费电池厂商的战略选择。

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、UPS备用电源，应急照明等。

铅炭电池是一种电容型铅酸电池，是从传统的铅酸电池演进出来的技术，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，例如通讯基站的备份电源等。同时由于铅蓄电池能力密度较低，续航时间短，自放电率高，循环寿命低等劣势，导致铅蓄电池在能源领域储能应用及电动汽车领域中占比逐渐降低。

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锂电池

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

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，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。

• 磷酸铁锂（LFP）电池

• 三元锂电池（NCM/NCA）电池

• 钴酸锂（LCO）电池

• 其他锂电池，例如锰酸锂，钛酸锂电池等

【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

从图中可以看出，金属电芯的使用寿命最长，小圆柱形使用寿命较短。

3

钠离子电池

钠离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四部分构成，其中正极和负极材料的结构和性能决定着整个电池的储钠性能。

相较于锂离子电池，钠离子半径和体积较大，材料结构稳定性和动力学性能上面不占据优势，需要更多的技术突破，而技术选择的焦点集中于正极材料和负极材料，这决定了钠离子电池的性能和成本。

钠离子电池利用钠离子（Na+）在正负极材料之间的可逆脱嵌实现充放电。

充电时，Na+在电势差的驱动下从正极脱出，经过电解质传输嵌入负极，实现电量储存，放电过程正好相反。

4

液流电池

液流电池是一种活性物质存在于液态电解质中的电池技术，电解液在电堆外部，在循环泵的推动下流经电堆，实现化学能与电能的转换。国际上液流电池主要有全钒液流电池、锌溴电池、铁铬电池、多硫化钠溴电池4种技术路线。

其中全钒液流电池目前产业链建设和技术成熟度相对较高。与锂电在储能应用中的逻辑不同，液流电池主要是由于其可扩展性，可突破锂离子电池在电力系统中在储能时长方面的限制，用于长时储能，因此在电力系统中具有一定的发展空间。

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）

反映电池容量大小的指标，如48V 100Ah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。

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

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。

铅酸电池的充放电策略为三段式：

三、电池的其他概念

1

动力电池与后备电池

动力电池适合长时间放电，应用于电动车电池、光伏储能电池等，但因极板少，化学接触面少，只能在0.1～2C速率下的放电。

后备电池用于停电后的后备供电使用，由于使用情况少，后备电池寿命可达8～10年，UPS就是典型。

2

锂电池梯次利用

随着汽车电动化的崛起，锂电池使用量大大增加，电动车上退役下来的电池有着70~80%的电量，退役之后的磷酸铁锂动力电池可以作为储能电池使用3~5年。

直接报废并拆解回收的话，1吨磷酸铁锂的回收经济收益在1万元左右。 如果用作梯次利用，比如用于储能电站、通讯基站等，则收益可达3万~4万元。

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资料参考来源：古瑞瓦特，艾邦储能与充电