降本增效，高温电芯正在储能市场加速渗透
电子发烧友网报道（文/黄山明）高温电芯，顾名思义指的是在较高温度环境下正常工作的电池，通常可分为适用于 100℃、125℃、150℃、175℃及 200℃以上环境等五个级别。在设计时，高温电芯需要考虑电池内容物的热力学特性、电池壳体的力学性能以及适应高温环境的安全和电性能设计等因素，如 180℃和 200℃以上使用的高温锂电池，由于锂的熔点为 180.5℃，不适于作负极，须采用锂合金为负极等。 另一方面，高温电芯的出现让储能技术实现了在高温环境下存在的局限性，进而实现更加高效、可靠、经济的储能解决方案。这不仅有助于满足日益增长的能源需求，也对促进可持续发展具有重要意义。储能市场中高温电芯的应用
传统储能系统中，空调等冷却系统是辅助系统能耗的主要来源，国家实证实验平台资料显示，磷酸铁锂储能装置的辅助系统的用电率达到10%以上，而以空调能耗为之最，单空调能耗就使系统整体转化效率降低5%。高温电芯的出现，能够有效解决这一问题。
在储能领域，高温电芯属于近年来新发展技术，但在早期，由于耐高温电解液、改性隔膜和其他组件成本较高，性能也有待进一步提升，市场接受度相对有限。
不过随着储能市场的快速发展企业和科研机构加大了研发投入。在材料体系上，开发出了更耐高温、稳定性更好的正负极材料和电解液；在电池结构设计方面，采用了更先进的散热、密封等技术，提升了电池的整体性能和安全性。
高温电芯的引入，可以帮助储能系统减少能量损耗，降低初始成本及运维成本，例如高温电芯减少了对冷却系统的依赖。同时还能提高系统安全性没减少热失控风险，并能适应长时储能需求，通常锂电池储能被定为为2-4小时储能的最佳储能方式，而高温锂电池可以突破锂电池在长时储能运用范围，是未来应对长时储能的重要方向。
由于上述优点，高温电芯在市场上越来越受欢迎。特别是在那些气候炎热地区或者需要户外安装的应用场景（如大型光伏电站配套储能），高温电芯的优势尤为明显。此外，在一些特殊应用场景下，比如没有足够空间布置冷却设施的地方，高温电芯也提供了更灵活的选择。
各大厂商纷纷推出自己的高温电芯产品，试图在这片新兴市场上占据一席之地。包括亿纬锂能、蜂巢智储等公司已经公布了其高温电芯产品的计划或已经开始量产交付。
例如宁德时代和天合储能推出的结合高温电芯技术的储能系统，利用自主研发的光储变流器，配合高温电芯技术和自热技术，成功解决了对传统冷却系统和辅助电源的依赖问题。
此外，还有如克能新能源与与北斗捷安合作研发全球首款高温电芯，为北斗捷安出口东南亚等国的新能源高速电摩提供动力。新能安推出的昆仑电芯2.0采用gt40技术，通过导入新型负极、正极和电解液材料，结合双极耳结构设计，极大提升了热稳定性及安全性。
高温电芯发展趋势
当前，高温电芯的发展正处于快速扩张阶段，多家厂商正在加速推进产品的商业化进程。在2024年，亿纬锂能等多家企业已经实现了560Ah乃至更大容量高温电芯的大规模生产，进一步推动了成本降低和技术成熟。
为了应对长时储能的需求，高温电芯成为了关键的技术突破点。例如，宁德时代的高温电芯方案配备了业内首款长寿命高温电芯，系统循环寿命可达15000次。凭借耐高温石墨负极材料和特制电解液，该电芯在超过35℃的条件下依然保持良好的衰减特性，无需冷却系统及外部辅助电源。
市场格局上来看，全球高温电池的主要厂商有 SAFT、亿纬锂能、Vitzrocell、Integer Holdings （Electrochem）、Steatite 等，前三大厂商占有全球大约58%的份额。其中，亚太地区是最大的市场，占有大约49%份额，之后是北美和欧洲，分别占有21%和18%的市场份额。
技术上，液态金属电池等高温电池技术发展迅速，如ambri公司生产的液态金属电池，采用钙、锑等作为电极，熔盐为电解质，具有高能量密度和长寿命等特点。此外，气凝胶电芯隔热片等新技术也在不断应用，提高了电池在高温环境下的安全性和稳定性。
同时，高温电芯的应用领域不断扩大，除了传统的石油勘探、军事等领域，在电网调节、可再生能源系统中的能量平衡等大规模储能领域的应用逐渐增加。例如，液态金属电池在风力和太阳能发电系统中储存能量，以平衡电网负荷方面展现出巨大潜力。
从发展趋势来看，未来高温电芯将朝着更高能量密度、更高效率的方向发展，以满足不同领域对储能设备的高性能要求，如新能源汽车、航空航天等领域对电池的高能量密度需求。
借助物联网和大数据技术，高温电芯的管理系统将向智能化发展，能够实时监控电池模块的健康状态，优化能量管理策略，提高电池的可靠性和稳定性，降低维护成本。
值得一提的是，模块化设计将成为高温电芯的发展趋势之一，不仅有助于电池的回收和再利用，还能适应不同规模的储能需求，提高电池的通用性和可扩展性。在安全性上，将开发新型的安全材料和技术，提高电池的热稳定性和安全性，降低热失控风险。
小结
高温电芯不仅解决了现有储能技术在高温环境下存在的局限性，也为实现更加高效、可靠、经济的储能解决方案提供了可能。随着技术不断进步和市场需求持续扩大，高温电芯将在未来的能源体系中发挥越来越重要的作用。
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