这些电池已经连续工作了14年,至少还能再使用10年。

CATL想要验证一个在业内越来越常被提及的说法:现代电池的续航时间远超我们的想象。为此,该公司从中国最重要的储能设施中取出了部分已使用十余年的电池电芯进行测试。
这并非从一开始就在实验室条件下进行的测试,而是那些经过多年实际使用、持续充放电的电池。正因如此,其测试结果对于那些致力于开发续航时间更长的电池的行业来说具有特别重要的意义。
CATL已对张北项目中50多块原装LFP棱柱形电池进行了检测,该项目被视为首个大型锂离子电池储能系统。在运行了近14年后,这些电池中没有任何一块需要更换。
运行14年仍前景广阔
张北项目于2011年开始投入运行,配备有63 MWh的储能系统,用于储存电力并随后输送至电网。该设施甚至在2022年北京冬季奥运会期间提供了可再生能源电力,其运行时间一直持续到2025年6月。
在这段时间里,这些电池一直处于持续的充放电循环中。因此,这并非是存放了数年的电池,而是一个从第一天起就持续工作的系统。当该装置最终被拆除时,CATL回收了50多块原有的LFP电芯,以检测它们的状况。
测试结果十分惊人。经过近14年之后,这些电芯仍保留了大约85%的初始容量。这一数据表明,它们即便在要求低于最初的场景下,也仍能继续使用多年。

早期的分析就已经为它们的使用寿命提供了线索。2020年,即在它们投入使用9年后,宁德时代从张北的电池系统中取出了一些样本,检测发现它们仍能承受大约6,000次额外的充放电循环。那次测试只是中期检测,因为这些电池实际上又继续工作了数年。
2025年该项目停止运行后,CATL的工程师们进行了更为全面的分析。除了测量剩余容量外,他们还研究了电池内部的状况,以确认时间推移是否对其组件造成了严重损害。
这时又出现了一个有趣的数据:内部电极仍保持着良好的结构,正极和负极排列整齐,而锂的嵌入过程也处于良好状态。分析结果并未发现石墨出现可能影响其功能的明显劣化现象。
CATL认为,这些电池虽然仅剩下约85%的初始容量,但在要求较低的储能系统中仍可继续使用10年左右,还能再经历大约1,000次充放电循环。

考虑到这项技术诞生至今已有十余年,这一数据显得尤为重要。如今的LFP电池在能量密度以及管理系统、制造工艺和热控制方面都取得了显著进步,因此这类数据也有助于了解电池在适宜条件下其使用寿命能达到何种程度。
LFP电池本身的化学特性也有助于解释这些结果。与NMC电池相比,LFP电池的能量密度较低,但具有出色的耐充放电循环性能和较高的稳定性。此外,其制造成本也更低,这也是这种电池在电动汽车中越来越普及的原因之一。
这一点尤为重要,因为LFP电池已不再局限于中国市场。如今,越来越多的欧洲和北美在售车型开始采用这种电池,就连那些传统上更倾向于使用NMC电池的制造商也在推出相关产品。
CATL的测试结果并不意味着所有电池都会自动使用24年,也不代表所有电芯在14年后仍能保持85%的容量。电池的衰减程度取决于温度、充放电循环次数、充放电功率以及电池管理方式等因素。
不过这一结果确实得出了一个有趣的结论:即使电池不再适合其最初的用途,它仍可能继续正常工作很长时间。在储能系统中,这为重新利用那些虽已无法满足大型装置性能要求、但仍有相当部分容量的电芯提供了可能。
对于电动汽车而言,从长远来看这一方面可能更为重要。那些已无法维持车辆原有续航里程或性能的电池,仍可能保留足够的容量用于其他用途,从静态储能到需求较低的系统均可适用。
因此,电池的技术进步不仅有助于提升电动汽车的续航能力或缩短充电时间,还能延长其使用寿命,这一寿命往往远远超过安装电池的整车使用期限。
而张北的案例更具价值:这里所说的并非基于加速模拟得出的估算结果,而是自2011年起就承担实际工作任务的电池组,即便在2025年被撤下时,仍保留着相当大比例的容量。