2025全球储能电池技术发展趋势及展望

当前储能技术形式多样，涵盖抽水储能、氢储能、液流电池储能、压缩空气储能、飞轮储能以及现阶段占比最高的锂离子电池。 抽水储能功率大、技术成熟，适合大规模储能需求，但选址受地理条件限制；氢储能能量密度高、可跨领域应用且绿色环保，但能量效率低，基础设施建设滞后； 液流电池安全性高、生命周期性价比高且环境友好，但能量密度低，初期投资大； 压缩空气储能装机容量大、清洁环保且寿命长，但效率低且选址要求严格； 飞轮储能瞬时响应快，能精准跟踪负荷变化，但能量密度有限，静态损失较大。在众多储能形式中，锂离子电池等电化学储能凭借布局灵活、建设周期短、响应速度快、能量密度高、寿命长和高能量效率等优势成为目前综合性能最好、性价比最高的主流储能形式。 随着全球可再生能源装机量的迅速增长，储能市场迎来了广阔发展，锂电储能作为当前最主流的储能形式，也在全球范围内迎来了爆发增长。 储能电芯作为锂电储能最核心、成本占比最高的组成部分，其技术趋势对行业发展影响深远，从储能系统出发可以预判储能电芯发展方向，核心指标是安全、性能、成本。安全是最重要的指标，对电池的挑战也最大。目前，用于储能系统的电芯有 一些滥用测试，但确定性的测试是无法表征不确定性的失效，相比于实验室环境的滥用测试，储能电芯在实际应用中面临着更为复杂的应用场景和失效模式。 目前储能电芯的失效模式主要分为5类， 一是电芯内部激源，包括金属异物混入、极片制造缺陷和电芯一致性差； 二是面临系统电气冲击，包括电气元件、直流侧短路、冷却液泄露和电连接松动； 三是机械冲击，包括运输、安装和维护中电芯跌过和碰撞； 四是环境管理不当，包括高湿、多粉尘、高盐雾和可燃性气体环境； 五是管理系统异常，包括监测误差、管控滞后和管理系统运行配合度差。 这需要做好本征安全、应用安全、被动安全和主动安全等多重安全设计，提升产品应用安全边界管理及制定合理应用策略，增强产品安全保障和安全识别前置能力。电芯本征安全包括材料安全设计和电芯结构设计，电芯应用安全包括评估好电芯电流、电压和温度的应用边界，同时还要做好被动安全技术，目前有无热扩散防护技术、高压绝缘防护技术和极限滥用安全防护技术，主动安全技术也很重要，可以结合安全预警识别、大数据云平台监控和智能安全技术提高电芯应用的安全性。 成本方面，储能电池的市场单瓦时价格不断降低，同时对性能和循环寿命的要求不断提高。未来降低储能平准化度电成本LCOS，从电芯角度一是需要提升能量密度以降低系统集成成本、土建和运输成本以及相关维护成本，二是提高电芯寿命，增加生命周期能量吞吐量，减少或消除电芯的替换，三是提升电芯能效，降低充放电的损耗。 展望TWh时代，未来储能电芯将会有以下三方面特征，一是能量密度的继续提高，除了正负极材料的持续优化，通过叠片技术、补锂技术和工艺优化等技术研发和改进，能量密度也有望再提高；二是追求极致安全，“热电分离”技术、散热技术和先进绝缘技术等技术涌现，新设计和技术不断引入到电芯安全设计中，为储能保驾护航；三是智能化，随着大量AI技术的兴起，可以实现生产制造过程中的智能视觉监测，对电芯的温度、电压和膨胀力的智能监测，发展未来智能安全预警等智能技术。