區別于傳統的鋰離子電池，水系電池電解液由水溶液組成。鋰離子電池電解液由有機溶劑組成，易燃易爆。

儲能應用場景：

1）風能、太陽能并不穩定，直接連入電網會對電網造成一定的沖擊。近幾年，風電、太陽能裝機量越來越大，對電網沖擊越來越大。因此，需要儲能為風能、太陽能與電網之間的緩沖。

2）解決電動汽車充電功率過大問題：

3）解決傳統火電廠電能調頻問題。

4）解決國外電網不發達，需使用儲能設備配套家中太陽能及其他能源使用。

儲能技術路線主要分為物理儲能和電化學儲能兩類。鋰離子電池成熟前，主要采用物理儲能技術路線，如三峽大壩：抽水蓄電，放水用電。目前抽水儲能占總體儲能裝機85%以上。

電化學儲能發展最迅速，不同于抽水儲能般對地理環境要求嚴苛。抽水儲能需要依山建設大型水池，而很多地方無法實現，尤其是北方地區。電化學儲能分布較靈活，只需一個集裝箱的空間便能儲蓄好幾千KWh。電化學儲能中鋰離子電池在近幾年發展非常迅速。10年前，鋰電池儲能只占儲能領域極少一部分，但是隨著近10年電動汽車產業的崛起，鋰電池儲能占儲能比例越來越大。目前，鋰電池儲能占整體儲能13%-14%，占電化學儲能絕大部分。

鋰離子電池最初的應用方向為手機、筆記本及照相機等小型場景，而非大規模應用于儲能、電動汽車等場景。鋰離子電池的訴求：盡可能小、輕的體積和重量中裝下轉載更多的電能，偏重高能量密度，對安全性等其他方面要求有所放松。鋰離子電池高能量密度與電壓相關：有機溶劑支持4V電壓，但是有機溶劑會導致著火問題。

手機只使用一塊電池，易管理，基本安全。相比手機，電動自行車出現的著火問題嚴重。近幾年發生多起由鋰電池導致的嚴重的人員傷亡火災，而傳統鉛酸電池不會出現此類問題。電動汽車也會出現類似問題。相比電動汽車，儲能電站所需電池規模遠遠超過電動汽車，著火概率明顯高于電動汽車。一旦著火，將面臨極大的損失。

無論是磷酸鐵鋰電池，還是三元電池，由于使用有機電解液，都有著火的概率。此外，電堆著火的概率與電池使用數量相關：鋰離子電池使用有機溶劑→電池單體易燃，一旦某一電池點燃將點燃周圍的電池。因此，電堆規模越大，整體著火概率越大。手機著火概率不到1/10000000，電動汽車著火概率：1/100000，儲能電站著火概率明顯高于電動汽車。

十幾年前，鋰離子電池剛起步時，前沿研究領域便注意到著火問題，提出兩條技術路線：1）固態電池：使用無機物、陶瓷取代電解液（有機溶劑），理論上不會著火。理論上固態電池中固體與固體間的接觸程度不如固體與液體的接觸程度，導致近10年全固態電池并沒有突破核心技術問題，沒有生產出商業化固態電池樣機。2）水系電池：水溶液作為電解液，使電池近乎絕對安全。水系電池的研究最早可追溯至90年代復旦大學夏雨姚老師所提出的錳酸鋰+活性炭的電池機理。2010年中國、美國誕生幾家企業，致力于推動水系電池發展，而精研團隊為最早研究水系電池團隊之一，甚至不比美國同行晚。經過10年的發展，中美兩國各自誕生幾家水系電池企業，其中部分企業進入商業釋放、產品推廣階段。

相比鋰離子電池，水系電池技術流派更多：可搭配的正負極種類更多，排列組合后，擁有更多種類的技術路線。目前水系電池技術路線有4種：1）賁安能源采用的技術路線，實際為半電池半電容器；2）滑鐵盧大學陳院士創辦的瑞海波能源科技所采用的技術路線。而同樣源自于滑鐵盧大學的精研新能源采用了不同的技術路線；3）斯坦福大學孵化的某美國企業采用普魯士藍對稱電池極技術路線；4）鋅離子電池技術路線：成本便宜，能量密度可觀，但是這一路線還處于研究階段。目前精研也在研發這一路線。

精研：

1）涉獵水系電池研究廣泛，同時推進多種不同的電化學體系

2）水系電池的電池結構設計、輔助材料研究、生產設備、生產工藝等環節在全球范圍內獨一無二

3）相比同行，精研生產技術更成熟、更易于產業化。目前水系電池存在很多未解決的問題。但是精研于2022年解決了諸多其他機構無法解決的問題，如正極集流體技術。目前只有精研一家完美解決這一問題。公司于2022年5月實現小量產，開始為客戶送樣、接收較小訂單。

水系電池優點：

1）絕對安全；

2）不存在環保問題；

3）可實現高功率充放電。不同于其他企業所產水系電池產品（低功率），精研所產水系電池可實現高功率充放電，功率性能較磷酸鐵鋰高出很多。在0℃下，可實現高倍率充放電；

4）壽命。精研第一代產品壽命不遜于最好的磷酸鐵鋰；

5）適應更寬廣的溫區，如可在-30℃實現充放電。而磷酸鐵鋰在-5℃下禁止充電。相較于北方環境下需要進行長時間嚴格的保溫的磷酸鐵鋰電池，水系電池對環境的容忍度更高。

6）安全測試。水系電池＞磷酸鐵鋰＞三元電池。

7）循環壽命。目前水系電池循環壽命達6000次以上

水系電池缺點：單體電芯重量、體積大于磷酸鐵鋰3-4倍。精研所產水系電池可實現3-4倍，但是其他團隊所產產品基本為10倍以上。即使水系電池單體體積較鐵鋰更大，但是未來可通過重新設計堆疊方案，可降低水系電池堆占地面積，使電站占地面積較鐵鋰更小。

相比其他研究團隊，精研研究電池材料的時間長達10年，投入非常多的精力和資金。目前只有精研通過構建全新負極材料的方式，從根本解決電池的枝晶問題。此外，目前業內主要使用石墨、不銹鋼作為集流體，石墨、不銹鋼電導率很低，僅為傳統鋰電池所使用的銅、鋁的1/1000，導致石墨、不銹鋼所需用量很高、倍率性能較差。針對以上問題，精研專門開發新箔材，價格便宜，電導率近純鋁85%，可兼容鋰離子電池前端全部設備。

相比磷酸鐵鋰，水系電池在安全壽命、功率特性、環?；厥?、低溫性能等方面表現更優。精研計劃未來2-3年內逐步將水系電池成本降至磷酸鐵鋰水準，然后再逐步拉開優勢。

有機溶劑鈉離子電池可視為鋰離子電池的延伸，早在2010年日本人便推出成熟的鈉離子電池正負極、電解液。鋰價上行時，鈉離子電池較鋰電池存在成本優勢，但是鈉離子電池與鋰離子電池在安全、低溫等方面并不存在太多的本質區別。因此，有機系鈉離子電池與水系鈉離子電池并不在大范圍內存在競爭關系。精研水系電池產品全方位領先國內外任何一家同行產品。

研發水系電池的初因：非常多的鋰離子電池在產線階段便會出現燒毀現象，希望能夠開創全新的、更安全的、成本更低的電池體系。2013年4月份精研成立，于2014年年初真正開始運行。2021年在寧波建設第一條真正產線，產品開始面向市場。

目前公司有兩個工廠，其中安徽池州材料工廠為項目核心。目前安徽池州工廠生產負極材料，未來還會生產正極材料。此外，還有寧波中試線，類似于一半鋰離子電池、一半鉛酸電池產線的拼接。產線全部采用成熟的電池領域的設備工藝，包括電池結構設計。

2022年是產業化第一年，相較磷酸鐵鋰，公司水系電池產品存在安全、低溫優勢，但是在成本、占地面積等方面存在劣勢。公司計劃使用5年時間逐步解決存在的一些劣勢。相較磷酸鐵鋰，水系電池在儲能領域存在優勢，但是能量密度不及磷酸鐵鋰。

電動汽車領域完全不會考慮使用水系電池，而電動叉車會考慮使用一部分水系電池。雖然儲能對能量密度并不敏感，但是更高的能量密度意味著更高的存儲效率，成本將進一步降低。未來公司將從成組技術入手，減小最終電池系統占地面積，降低存儲成本。

精研水系電池應用場景規劃：

1）水系電池具有更好的低溫性能，計劃明年建設高寒地區的儲能。風電、太陽能需要配套儲能，考慮到北方太陽能資源豐富，但是氣溫低，水系電池能夠發揮低溫優勢。

2）高功率應用。如火電站調頻需要2C以上的應用需求。

二、Q&A環節

Q：成熟的水系電池的主要應用場景，及相應空間規模

A：1）低溫應用，尤其是三北地區的儲能。北方占據中國風電光伏的大半壁江山，市場規模不會小。

2）火電站調頻：23年公司業務重點領域，市場規模約十幾億元/年。相較磷酸鐵鋰，水系電池存在功率密度優勢。3）以消費中心為代表的人員密集場所及數據機房所使用的后備電源領域市場，市場空間規模近100億元/年。

三年后公司通過規?；瘜⑺惦姵爻杀窘抵亮姿徼F鋰的90%時，水系電池便能在儲能領域得到廣泛應用。

Q：未來水系電池、鈉電、鐵鋰成本

A：水系電池擁有多種不同技術路線。目前精研水系電池體系成本并非最低，未來極限成本可與磷酸鐵鋰成本一致，或者稍高些。但是水系電池壽命更長，折算的度電成本較磷酸鐵鋰更低。例如，鐵鋰可循環4500圈，而水系電池可循環8000圈。雖然水系電池整體成本較鐵鋰高出10%，但是度電成本更低。

其他技術路線：理論上鋅離子電池的極限成本為磷酸鐵鋰的1/3。未來兩三年內，一旦鋅離子電池技術路線成熟，成本易于達到鐵鋰的50%-70%。

Q：以上磷酸鐵鋰價格對標的碳酸鋰價格

A：基于4萬元/噸的碳酸鋰價格。但是在現在的碳酸鋰價格下，目前的技術路線所產水系電池成本稍低于磷酸鐵鋰成本。而鋅離子電池成本僅為鐵鋰成本1/6-1/5。

Q：水系電池技術路線所對應的材料體系用量情況（1GWh水系電池需要多少正負極材料）

A：正負極：水系電池使用的正負極材料克容量與傳統鋰電池一致，由于水系電池電壓較磷酸鐵鋰低50%，因此正負極材料用量超傳統鋰電池100%。然而，隔膜、電解液成本便宜很多。極限綜合成本與磷酸鐵鋰保持一致。1GWh所需正負極材料合計不到30噸。

Q：公司6GW產能規劃的時間節奏及應用場景

A：預計2024年年底投產。應用場景發展方向主要為儲能主航道-調峰。

此外，公司將于2023年年底投產的1GWh，主要應用于之前所說的儲能細分市場：1）北方市場2）高功率應用場景3）高功率應用&高安全場景，如人口密集場所

Q：材料端規模化供應能力：自制還是外協？

A：目前公司材料需要自制生產。雖然正極材料存在較多選擇，但是公司選擇自制生產；而負極材料只能由公司自行生產。未來公司會掌握相關技術，但是可能會轉讓其他公司生產負極材料。

Q：2026年容量優勢優于鐵鋰？

A：單論電芯單體，水系電池能量密度永遠無法達到磷酸鐵鋰水準，但是通過成組技術，可使水系電池組占地面積低于磷酸鐵鋰

Q：鈉電聚陰離子體系VS 水系電池

A：聚陰離子與水系電池的競爭只會發生在儲能領域，但是儲能領域中鈉離子電池與磷酸鐵鋰間競爭關系更直接。聚陰離子有機鈉電可能無法應用于此前所說的細分市場：

1）高功率場景。高功率為有機電解液的劣勢。

2）低溫場景。有機溶劑在低溫下充電難。

3）安全性。雖然有機鈉電較有機鋰電安全，但是并非絕對安全。

水系電池安全級別遠遠高于有機鋰電/鈉電。因此前期階段，相較水系電池，鈉電聚陰離子體系在儲能領域并不具備競爭能力；后期階段便是成本問題，具體由技術研發實力決定。

Q：國內外水系電池市場應用情況及競爭格局

A：海外對新技術的關注度、容忍度更高。海外市場在家庭儲能方面更容易放量。而國內決定性力量為成本，而非安全性、低溫性能。

精研重點關注成本，希望能在安全、環保、可靠的前提下，所產電池成本比現有電池成本更低。

Q：水系電池的理論體積能量密度、質量能量密度

A：水系電池擁有多種技術路線。理想狀態下，體積能量密度：200Wh/L；重量能量密度：近100Wh/kg。

目前精研正在推廣的水系電池：體積能量密度為90Wh/L，重量能量密度為45Wh/kg。相較鉛酸電池，體積大小一致，但是重量降低30%。公司水系電池產品體積能量密度為磷酸鐵鋰1/4-1/3。一開始公司水系電池產品所需體積（按集裝箱體積計量）與磷酸鐵鋰所需體積比例為2：1，然后降至1.5：1。

水系電池堆與磷酸鐵鋰電池堆占地面積相等，可從以下方面著手：

1）利用安全優勢，將水系電池集裝箱排列更加緊密。受越發嚴格的國標影響，磷酸鐵鋰集裝箱之間的距離要求越來越遠。

2）向高處堆疊3層，甚至5層。

Q：為什么水系電池的低溫性能較鋰電池好

A：低溫性能分兩種：1）充電，2）放電。

鋰離子電池低溫性能：常溫下充滿電，在低溫下凍透后放電。此時水系電池與磷酸鐵鋰一致，在低溫下發生容量衰減：-20℃下，1C放電容量不到50%。

但是水系電池存在優勢：低溫下能充電，對儲能而言十分關鍵。例如，若想北方光伏儲能項目能在日出時分便工作，磷酸鐵鋰需在前晚保溫，但是會浪費能源。此外還需考慮電池加裝問題。但是水系電池即使在前晚凍透，也能在第二天早上充電。

Q：水系電池在低溫環境下是否存在上凍問題

A：存在。以目前的體系為例，即使為硫酸鹽電解液增加防凍方案，但是在-35℃下，基本還是會完全凍上，此時電池完全不能使用。但是水系電池經歷非常低的低溫后，回到常溫狀態后，電池依然可以工作，不存在容量衰減的現象。

Q：未來水系電池循環性能展望

A：具體需要分體系而定。根據精研目前體系，目前商業化電池充放電可達6000次，預計一年后可超過磷酸鐵鋰水平，達15000次。

其他體系水系電池在循環性能上存在很大問題，如鋅離子電池具備很好的經濟性、能量密度，但是循環次數只能期望500次。

Q：在現在材料體系下如何優化，才能將循環次數從6000次提升至15000次

A：現有體系為“氧化錳+自主研發的負極材料”，以上兩種材料本身具備循環壽命優勢。通過改進生產工藝和結構，將循環壽命從初始的500次提升至6000次。將循環次數由6000次提升至15000次，并不需要對電化學進行深度的改進。

Q：海外普魯士藍技術路線的性能指標，及精研存在的差異化的競爭優勢

A：海外普魯士藍技術路線優勢：

1）理論上具備更好的循環壽命，40000次（我們只有20000次）。

2）具備更好的功率優勢。由于采用不銹鋼作為集流體，因此會犧牲電池結構設計、犧牲成本。（我們提升不到10%的成本，便可實現更好的功率性能）

精研產品優勢：

1）成本。精研產品成本僅為海外普魯士藍路線成本1/3；

2）能量密度：精研水系電池體積可與鉛酸電池保持一致，并且重量更輕，可應用于電動車輛。但是，海外普魯士藍技術路線水系電池能量密度僅為鉛酸電池1/3，因此海外普魯士藍水系電池體積、重量為精研水系電池4倍以上。

由于海外普魯士藍水系電池能量密度更低，意味著需要付出更高的成組成本，因此在儲能領域相比精研水系電池，海外普魯士藍技術路線并不具備競爭能力。但是，海外普魯士藍技術路線在UPS、及備電時間短、功率高的后備電源領域較精研水系電池存在優勢。

Q：如何看待鉛炭電池？

A：鉛炭電池為鉛酸電池變種，相當于鉛酸電池正負極與活性炭的混合，較鉛酸電池具備更好的功率性能、循環壽命。

鉛炭電池發展時間較長，但是存在部分問題：

1）循環壽命：10年前日本地區最佳水平為1500-2000次，如今最佳水平依舊。

2）污染問題。一旦將電池售賣出去，人們便會考慮電池回收的問題。

除非鉛炭電池實現非常大的技術突破，否則難以與其他技術路線在儲能領域競爭。市場表現亦如此，前幾年市場上研究鉛炭電池的廠商較多，如南都電源。但是近兩年，南都開始轉向鋰電。

審核編輯 ：李倩