Sullo sfondo della transizione e della digitalizzazione dell'energia globale accelerata, il mercato delle batterie al litio montato sul rack sta mostrando una fiorente tendenza di sviluppo. L'innovazione tecnologica, la riduzione dei costi e l'espansione continua dei campi di applicazione stanno guidando congiuntamente l'espansione continua delle dimensioni del mercato e il modello di mercato sta subendo profondi cambiamenti. La comprensione profonda delle tendenze del mercato è di grande significato per i partecipanti al settore per cogliere le opportunità di sviluppo e rispondere a potenziali sfide.
L'innovazione tecnologica guida l'aggiornamento delle prestazioni
L'innovazione del materiale migliora le prestazioni della batteria
Nel campo delle batterie al litio montate a rack, l'innovazione del materiale è un fattore chiave che guida il miglioramento delle prestazioni. In termini di materiali per elettrodi positivi, materiali ternari ad alto nichel come NCM811 e NCA sono diventati un argomento di ricerca e applicazione calda a causa della loro alta densità di energia. Aumentando il contenuto di nichel, la densità di energia della batteria può essere significativamente migliorata, memorizzando così più energia elettrica nello stesso volume e peso. Tuttavia, la stabilità termica degli alti materiali di nichel è sempre stata un collo di bottiglia che limita la loro applicazione su larga scala. A tal fine, i ricercatori hanno effettivamente migliorato la stabilità termica di elevati materiali ternari di nichel sviluppando nuovi materiali di rivestimento e ottimizzando le strutture cristalline. Ad esempio, una certa impresa adotta la tecnologia di rivestimento in nanoscala per formare un film protettivo stabile sulla superficie di materiale elettrodo ad alto nichel positivo, che estende la durata del ciclo della batteria di oltre il 20% in ambienti ad alta temperatura e migliora notevolmente l'affidabilità delle batterie al litio montate in rack in ambienti complessi.
Sono stati inoltre compiuti progressi significativi nell'innovazione di materiali elettrodi negativi. I materiali per elettrodi negativi a base di silicio, con la loro capacità specifica teorica ultra-alta (più volte quella degli elettrodi negativi di grafite tradizionali), si prevede che diventeranno il mainstream della prossima generazione di materiali elettrodi negativi a batteria al litio ad alte prestazioni. Tuttavia, i materiali a base di silicio soffrono di una grave espansione del volume durante il processo di ricarica e scarica, che può facilmente portare a danni alla struttura degli elettrodi e influire sulla durata della batteria. Allo stato attuale, il problema dell'espansione del volume del silicio è stato effettivamente alleviato attraverso la preparazione di materiali per elettrodi negativi al carbonio al silicio combinando il silicio con i materiali di carbonio, nonché l'uso di metodi di progettazione delle nanostrutture. I materiali parziali di elettrodi negativi al carbonio al silicio sono stati applicati in batterie al litio montate a rack, aumentando la densità di energia della batteria del 15% -20%, fornendo un forte supporto per soddisfare la crescente domanda di alta densità di energia.
Aggiornamento intelligente del sistema di gestione delle batterie
Poiché il "cervello" delle batterie al litio montate a rack, il miglioramento del livello di intelligenza dei sistemi di gestione delle batterie (BMS) è cruciale per garantire la sicurezza della batteria, estendere la durata di servizio e migliorare le prestazioni. Con il rapido sviluppo di tecnologie come l'Internet of Things, i big data e l'intelligenza artificiale, BMS sta accelerando il suo aggiornamento verso l'intelligenza. I BM intelligenti possono raccogliere parametri in tempo reale come la tensione della batteria, la corrente, la temperatura, ecc. E prevedere accuratamente lo stato di salute (SOH) e la carica rimanente (SOC) della batteria attraverso l'analisi dei big data e gli algoritmi di intelligenza artificiale. Ad esempio, utilizzando algoritmi di apprendimento profondo per addestrare una grande quantità di dati di funzionamento della batteria, stabilire un modello di batteria e ottenere una simulazione accurata dello stato interno della batteria, possono essere rilevati potenziali pericoli di guasto in anticipo e le misure corrispondenti possono essere prese in modo tempestivo per evitare accidenti di sicurezza come la fuga termica della batteria.
Inoltre, il BMS intelligente ha anche monitoraggio remoto e funzioni di funzionamento e manutenzione intelligenti. Attraverso la tecnologia IoT, gli utenti possono monitorare a distanza lo stato operativo delle batterie al litio montate su rack e ricevere informazioni sulla sveglia di guasti sempre e ovunque tramite app mobili o terminali di computer. Allo stesso tempo, i sistemi di funzionamento e manutenzione intelligenti basati sull'analisi dei big data possono sviluppare piani di manutenzione personalizzati in base al funzionamento effettivo delle batterie, raggiungere la manutenzione preventiva, ridurre i costi di ispezione manuale e migliorare la disponibilità del sistema e l'efficienza di manutenzione. Dopo aver adottato BM intelligenti in alcuni grandi data center e centrali elettriche di accumulo di energia, il costo di manutenzione dei sistemi di batterie è stato ridotto di oltre il 30%e il tasso di fallimento è significativamente diminuito.
La riduzione dei costi guida la divulgazione del mercato
L'effetto scala riduce i costi di produzione
Con la rapida crescita della domanda nel mercato delle batterie al litio montato sul rack, le principali imprese di produzione stanno espandendo la loro capacità di produzione e riducendo i costi di produzione attraverso le economie di scala. Durante il processo di produzione, il costo degli appalti delle materie prime, dell'ammortamento delle attrezzature, dei costi del lavoro, ecc. Possono essere assegnati all'aumentare della produzione. Una nota impresa di produzione di batterie al litio ha aumentato la sua capacità di produzione annuale da 5GWH a 20GWH costruendo una linea di produzione automatizzata su larga scala, riducendo i costi di produzione per unità di prodotto di circa il 20%. Allo stesso tempo, la produzione su larga scala promuove anche l'ottimizzazione e la standardizzazione dei processi di produzione, migliora la qualità del prodotto e l'efficienza della produzione e riduce ulteriormente i costi di produzione.
Inoltre, la cooperazione tra le imprese a monte e a valle della catena industriale continua a rafforzare e integrando le risorse e ottimizzando la gestione della catena di approvvigionamento, i costi complessivi sono stati effettivamente ridotti. I fornitori di materie prime a batteria firmano accordi di cooperazione a lungo termine con le imprese di produzione della batteria per garantire un'offerta stabile e prezzi favorevoli delle materie prime; I produttori di attrezzature sviluppano attrezzature di produzione personalizzate in base alle esigenze delle imprese di produzione della batteria, migliorano l'efficienza della produzione e l'affidabilità delle attrezzature e riducono i costi di appalto delle apparecchiature. Questo modello di sviluppo collaborativo della catena industriale fornisce un forte supporto per la riduzione continua del costo delle batterie al litio montate in rack.
Il progresso tecnologico riduce i costi di produzione
Il progresso tecnologico svolge un ruolo importante nel ridurre i costi di produzione delle batterie al litio montate a rastrelliere. In termini di tecnologia di produzione, l'applicazione di nuovi processi di produzione semplifica continuamente il processo di produzione, riduce i collegamenti di produzione e riduce quindi i costi di produzione. Ad esempio, l'emergere della tecnologia degli elettrodi a secco ha abbandonato il complesso processo di essiccazione del solvente nella tradizionale tecnologia degli elettrodi a umido, non solo migliorando l'efficienza della produzione, ma anche riducendo gli investimenti delle apparecchiature e il consumo di energia, con conseguente riduzione del 15% -20% del costo del processo di produzione degli elettrodi. Allo stesso tempo, con l'applicazione diffusa della tecnologia di produzione intelligente nella produzione di batterie al litio, il livello di automazione del processo di produzione continua a migliorare, l'intervento manuale è ridotto, la coerenza del prodotto e la qualità sono migliorate, il tasso di rifiuti viene ridotto, riducendo indirettamente i costi di produzione.
In termini di progettazione della batteria, la riduzione dei costi può anche essere ottenuta ottimizzando la struttura della batteria, riducendo il numero di componenti e utilizzo del materiale. Nuovi progetti di struttura della batteria come la tecnologia CTP e la tecnologia della batteria a lama hanno eliminato alcuni componenti strutturali nei moduli della batteria tradizionali, migliorando l'utilizzo dello spazio e la densità di energia dei pacchi batteria riducendo al contempo i costi di produzione. La batteria al litio montata sul rack utilizzando la tecnologia CTP riduce il numero di componenti di oltre il 40% e i costi di produzione del 10% -15% rispetto alle tradizionali batterie modulari.
L'espansione dell'applicazione apre nuove opportunità di crescita
La domanda di comunicazione 5G e data center è esplosa
Con la commercializzazione su larga scala della tecnologia di comunicazione 5G e la rapida costruzione di data center, la domanda di batterie al litio montate in rack sta vivendo una crescita esplosiva. Nelle stazioni di base di comunicazione 5G, a causa dell'elevato consumo di energia e del volume di trasmissione di dati di grandi dimensioni delle apparecchiature 5G, sono stati avanzati requisiti più elevati per la capacità e le prestazioni delle fonti di alimentazione di backup. Le batterie al litio montate in rack sono diventate la fonte di alimentazione di backup preferita per le stazioni base 5G a causa della loro alta densità di energia, della lunga durata del ciclo e delle caratteristiche di ricarica e scarico rapide. Secondo le previsioni degli istituti di ricerca di mercato, entro il 2026, la costruzione di stazioni di base 5G globali guiderà una crescita di oltre 50 miliardi di yuan nelle dimensioni del mercato delle batterie al litio montate a rack.
Poiché la posizione principale per la memorizzazione e l'elaborazione di enormi quantità di dati, i data center hanno requisiti estremamente elevati per la stabilità e l'affidabilità dell'alimentazione. Poiché il componente principale del sistema di alimentazione di backup nei data center, le batterie al litio montate su rack possono non solo garantire il funzionamento continuo delle apparecchiature chiave nei data center durante le interruzioni di corrente, ma anche ridurre il costo del consumo di energia dei data center partecipando alla rasatura del picco di potenza. Con l'accelerazione della trasformazione digitale, la domanda delle imprese per l'archiviazione e le capacità di elaborazione dei dati continua ad aumentare, guidando l'espansione continua della scala dei data center e portando a una rapida crescita della domanda di batterie al litio montate su rack sul mercato. Si prevede che la domanda di batterie al litio montate in rack nel settore dei data center manterrà un tasso di crescita annuale di oltre il 30% nei prossimi anni.
Industria 4. 0 e Smart Factory Construction Drive Growth
Sullo sfondo dell'industria 4. 0 e la costruzione di fabbriche intelligenti, il livello di automazione industriale continua a migliorare e la domanda di sistemi di accumulo di energia affidabili ed efficienti sta diventando sempre più urgente. Le batterie al litio montate in rack sono ampiamente utilizzate nelle linee di produzione di automazione industriale, robot industriali, attrezzature di deposito intelligenti e logistica e altri campi. Nelle linee di produzione di automazione industriali, le batterie al litio montate a rack possono fornire un supporto di energia stabile per le attrezzature, garantendo la continuità e l'accuratezza del processo di produzione. Allo stesso tempo, integrando con i sistemi di gestione dell'energia industriale, è possibile ottenere una gestione intelligente e l'utilizzo ottimizzato dell'energia, riducendo i costi di consumo di energia per le imprese.
Nelle fabbriche intelligenti, le batterie al litio montate a rack possono anche fungere da unità di accumulo di energia per i sistemi di energia distribuiti e possono essere utilizzate in combinazione con apparecchiature di generazione di energia rinnovabile come l'energia solare e eolica per raggiungere l'autosufficienza energetica e collegare l'elettricità in eccesso alla rete. Una grande impresa di produzione automobilistica ha implementato un sistema di stoccaggio di energia della batteria al litio su larga scala e distribuito sistema di generazione di energia fotovoltaica nella sua costruzione di fabbrica intelligenti, ottenendo un tasso di utilizzo di energia rinnovabile di oltre il 30% e risparmiando milioni di dollari in bollette di elettricità all'anno.