“电芯寿命回溯助力长寿命电芯设计”解决方案

“电芯寿命回溯助力长寿命电芯设计”解决方案
锂电池作为储能关键器件，是决定电化学储能进步的“中枢”。面向未来十年乃至更长的周期，一条“长坡厚雪”巨大赛道正在全面开启。
高工产业研究院（GGII） 数据显示，预计2025年，全球储能电池出货量将超500GWh，到2030年，储能电池出货量将达到2300GWh，市场规模将超3万亿。
巨大的市场需求开启的同时，行业也开始呼唤更贴合储能场景的专用电池。通过针对性的正向开发符合储能应用场景电池产品，就成为目前产业界的共同方向。
与动力电池产品过去几年更侧重于能量密度的提升所不同，储能电池目前最为关注的性能焦点是“循环寿命”，这也是当下电池企业产品比拼的关键指标。
这其中的逻辑不难理解，储能电池更长的循环寿命，就意味着更低的全生命周期度电成本。
数据显示，当储能电池循环寿命提升到10000次，储能成本将降至1000元/ kWh以下，扣除充放电损耗和折旧，度电成本将低于0.16元。显而易见的是，电池使用寿命的增加，可以带来储能系统在全生命周期度电成本的降低。
正是围绕于市场的核心需求点，储能电池企业都在加大投入开发循环寿命更长的电芯，不少企业已经开发出循环寿命10000次甚至12000次的储能电芯。
但放眼全行业，储能电池企业目前的产品开发中，对于终端市场最为关注的循环寿命性能方面，还面临不小的挑战：
一是电池产品设计的循环寿命还无法达到客户需求，亟待开发更长循环寿命的电池。目前除少数头部企业外，大部分电池企业的产品循环寿命只能达到5000~6000次，如何进一步提升产品循环寿命，是其最为紧迫的需求。
二是对于电池寿命的预测不准确，实际生产的电芯循环寿命与设计的相差甚远，尤其是会出现循环跳水等问题，直接引发了客户的不满和投诉。据了解，不少储能电芯出厂时的可用能量和实际的偏差超过20~30%。
作为中国电芯仿真设计工具领域的代表企业，易来科得敏锐地洞察到行业痛点需求，并针对电池寿命衰减问题提出了“电芯寿命回溯助力长寿命电芯设计”解决方案，旨在通过一揽子精细实验设计和机理仿真模拟工作，快速锚定原有设计循环寿命不达标的根因；进一步通过仿真正向设计方法优化提升电芯寿命性能，协助电池企业最终实现可靠的长寿命电池产品交付。
易来科得CEO 陈新虹博士介绍，该方案可以针对现有电芯的设计寿命达不到使用需求的痛点问题进行回溯，并针对电芯寿命回溯结果的解析，通过寿命仿真优化电芯寿命不达标的关键影响因子，从而提升电芯寿命。以此为行业提供更好、更快、更省的解决方案。
电池寿命不达标关键因素回溯
对于大多数储能电池企业而言，在产品开发中面临的最大挑战之一，是无法精准快速定位电芯寿命不达标的关键因素。这直接影响到电池设计。
在这背后，核心原因在于，影响电池老化的因素非常复杂，包括设计、生产、使用多个维度，涉及的因素和变量非常多。
与此同时，电池背后的老化机理也同样非常复杂，涵盖了结构变化、相变、金属熔解、粘结剂分解、导电剂氧化、集流体腐蚀、电解液分解、SEI膜成膜及增厚、堵孔、析锂、产气等。