重磅！新脉冲供电协议：锂电池寿命有望延长一倍【附储能电池技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

4月18日，来自柏林亥姆霍兹中心 (HZB) 和柏林洪堡大学的欧洲研究人员团队表示，通过优化循环条件，锂离子电池有望使用长达数十年。这意味着使用新的充电方案可以使锂离子电池的使用寿命长出一倍。

该研究首次发表于今年3月14日的《先进材料科学》杂志上。研究人员们设计了一种新的充电协议——通过脉冲电流而不是恒定电流为设备供电。

研究人员对比了两种充电协议后发现，恒流充电时，电池样品阳极的固体电解质界面明显更厚，且电极结构中裂纹更多。这意味着锂离子电池容量的显著损失。

而使用脉冲充电，其不仅促进锂离子在石墨中均匀分布，从而减少了石墨颗粒中的机械应力和裂纹，其还能抑制NCM523阴极结构的退化。这将使电池可进行的充电周期数从恒定电流的大约500增加到1000以上。

测试结果初步表明，脉冲充电可以在电池容量保持率为80%以上的情况下，使商用锂离子电池的使用寿命延长一倍。

图源：摄图网

技术价值观察

这份研究进一步证实了此前学界对于脉冲电流的设想。这也意味着该充电方案将极大减轻电池制造和回收的压力，从而为商业制造节约成本，并打造更为可持续的未来。

储能电池产业链可分为上游材料及设备、中游电池制造及系统集成安装、下游应用。储能电池产业链上游主要为电芯原材料和电池生产设备，其中电芯原材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及其他材料。产业链中游主要为储能电池系统、储能变流器、能量管理系统以及储能系统集成安装，其中储能电池系统包括电池组、电池管理系统和电池PACK。产业链下游主要为不同应用场景的运维服务等，如储能可用于电力系统的发电侧、电网侧、用户侧，实现调峰调频、减少弃光弃风、缓解电网阻塞、峰谷价差套利、容量电费管理等功能。其他应用场景还包括通信基站、数据中心等的备用电源，以及为机器人系统供电，保障高性能武器装备的稳定运行等。整体来看，储能电池产业链覆盖范围广，参与方较多。

宏观市场环境

中国储能电池行业市场排名

2024年2月，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会CESA，从企业经营规模、科研经费投入、知识产权、主营业务出货量、中标规模、产能规模、创新发展、社会责任力等多个维度，评选出“2023中国新型储能锂离子电池企业TOP20”，其中宁德时代、亿纬锂能和海辰储能位列前三。

中国储能电池行业市场集中度

根据ICC披露的数据，2021-2022年，中国储能电池行业CR3、CR5、CR10均呈上涨趋势，整体来看市场集中度呈上涨趋势。2022年，中国储能电池行业CR3、CR5、CR10分别为55%、67%和84%，中国储能电池行业市场集中度高，头部厂商规模效应已经形成。

中国储能电池行业竞争状态总结

从五力竞争模型角度分析，目前我国储能电池相关企业数量多，几乎所有的头部锂电企业都比较重视储能市场，竞争压力大。上游各主要原材料领域均有较多企业参与，供应商对储能电池产业的议价能力相对较弱。储能在未来我国能源体系建设中的关键地位愈发突显，行业吸引力较强，储能电池行业潜在进入者威胁较大。电池储能安装灵活、地理条件约束小、成本下降速度快，发展优势较大，目前替代品风险一般。目前我国储能电池五力竞争总结如下：

中国储能电池技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与储能电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华南地区，并且以深圳市为重点发展区域，未来布局储能电池技术及其他效果技术的发展路径，极大可能性在于华南地区优先导入，其中可重点关注广东省深圳市所处储能电池的相关企业，以及该地方对于储能电池的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国储能电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

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