安全一直是懸在鋰電儲(chǔ)能頭上的“達(dá)摩克利斯之劍”。尤其是以韓系為主的三元鋰電池，因?yàn)榘踩珕?wèn)題幾乎被排除在儲(chǔ)能領(lǐng)域的“高墻”之外。目前，磷酸鐵鋰電池雖然在安全性上有所提升，但隱患依舊存在。為了打造更安全的鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，行業(yè)普遍采取了向本征安全、主動(dòng)安全、被動(dòng)安全等單個(gè)維度進(jìn)發(fā)的策略。
浸沒(méi)式液冷技術(shù)的引入，為儲(chǔ)能領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化。這種技術(shù)將電芯完全浸泡在一種絕緣、無(wú)毒、可散熱的液體中，通過(guò)液體帶走熱量，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的熱管理。冷卻液不僅作為溫度控制的介質(zhì)，還可以作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的消防液，實(shí)現(xiàn)溫度控制與消防的完美結(jié)合。這也是該技術(shù)最顯著的特點(diǎn)。
目前，儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)的電池?zé)峁芾砑夹g(shù)主要有風(fēng)冷和冷板式液冷兩種。伴隨安全重要性的凸顯，液冷技術(shù)的滲透率正在逐漸加快。據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，液冷有望在2025年達(dá)到50%的滲透率。實(shí)際上，這已經(jīng)是一個(gè)保守的估計(jì)，更多企業(yè)人士表示，今年以來(lái)液冷在手訂單已經(jīng)超過(guò)了風(fēng)冷。
浸沒(méi)式液冷作為液冷技術(shù)中的重要類別，也受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。去年以來(lái)，南瑞繼保、易事特、科創(chuàng)儲(chǔ)能、佛山久安、儲(chǔ)能在線等多個(gè)公司已經(jīng)推出全浸沒(méi)液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品。與此同時(shí)，楚能也推出了具有類似特點(diǎn)的浸沒(méi)式儲(chǔ)能系統(tǒng)。
當(dāng)前，儲(chǔ)能電芯走向300+Ah，儲(chǔ)能系統(tǒng)紛紛走向5MWh+。以20尺5MWh的標(biāo)準(zhǔn)液冷儲(chǔ)能集裝箱為例，采用314Ah的電芯需要電芯約5000顆，較采用280Ah電芯要多采用電芯約1200顆。其中所增加的安全性挑戰(zhàn)可想而知。
隨著儲(chǔ)能電芯容量的提升和儲(chǔ)能系統(tǒng)容量的增加，浸沒(méi)式液冷在面對(duì)更高安全要求的產(chǎn)業(yè)背景時(shí)，無(wú)疑會(huì)更具優(yōu)勢(shì)。然而，目前浸沒(méi)式液冷為何仍處于“叫好不叫座”的狀態(tài)?高工儲(chǔ)能向頭部企業(yè)了解到，今年的儲(chǔ)能仍處于解決溫飽階段，甚至更多企業(yè)為了一時(shí)的訂單，不惜低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)。因此，價(jià)格較高的浸沒(méi)式液冷的滲透率自然受限。
當(dāng)前，儲(chǔ)能熱管理主要有風(fēng)冷、液冷等2種方式。風(fēng)冷利用自然風(fēng)壓或利用空調(diào)系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行散熱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝，但冷卻效率不高，電池散熱不均勻，電池組之間溫差較大(4℃—8℃)。冷板式液冷通過(guò)在電芯下方放置裝有循環(huán)流動(dòng)冷卻液的冷卻板進(jìn)行間接式冷卻，但存在降溫速度慢、時(shí)間長(zhǎng)等不足。
浸沒(méi)式液冷屬于液冷的一種，由于浸沒(méi)液與電芯全方位接觸，能更好地控制電芯的溫差水平。此外，采用非油類冷卻液時(shí)，液體本身就具有滅火能力，實(shí)現(xiàn)了溫控與消防的融合。浸沒(méi)式液冷最早應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，去年數(shù)據(jù)中心的浸沒(méi)式液冷市場(chǎng)估計(jì)為3.999億元人民幣，預(yù)計(jì)年復(fù)合增長(zhǎng)率為26.06%，到預(yù)測(cè)期末將達(dá)到10.5億元人民幣。數(shù)據(jù)中心不斷增長(zhǎng)的碳足跡被認(rèn)為是采用浸沒(méi)式液冷的主要驅(qū)動(dòng)因素之一。
根據(jù)選擇的冷卻液的不同，浸沒(méi)式液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)可以分為水基、油基、氟基三種主要類型。水基的特征是成本低、導(dǎo)熱性能佳，但過(guò)濾系統(tǒng)復(fù)雜，絕緣性難以保證。油基的特征是絕緣性好，但維護(hù)難度大，尤其在低溫環(huán)境粘度大，成本較高。氟基的特征主要表現(xiàn)為粘度低、易維護(hù)，但成本是三種中最高的。
此外，浸沒(méi)式液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)在商業(yè)建筑、機(jī)場(chǎng)、港口、軌道交通等特定領(lǐng)域，由于對(duì)安全性要求較高，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)具有較好的應(yīng)用前景。再次，當(dāng)前儲(chǔ)能仍處于發(fā)展前期，技術(shù)仍處于“百家爭(zhēng)鳴”時(shí)期，浸沒(méi)式液冷作為一種創(chuàng)新性技術(shù)，亦正在受到廣泛論證。
事實(shí)上，板換式液冷在去年也比風(fēng)冷價(jià)格高出不少，而行至今日，也已經(jīng)與風(fēng)冷相差不大。那么，浸沒(méi)式液冷逐步解決經(jīng)濟(jì)性難題后，或許將躍升為主流技術(shù)亦未可知。