宁德时代正式发布钠离子电池 在高寒地区高功率应用场景
2021-07-29 22:12:42 毛青青
摘要: 原标题:宁德时代正式发布钠离子电池 在高寒地区高功率应用场景 宁德时代正式推出钠离子电池。宁德时代称,总体来看,第一代钠离子电池的能量密度
    原标题:宁德时代正式发布钠离子电池 在高寒地区高功率应用场景

    宁德时代正式推出钠离子电池。宁德时代称,总体来看,第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池,但在低温性能和快充方面,具有明显的优势,特别是在高寒地区高功率应用场景。
 

    相关研究表明,除钠资源储量与价格优势之外,钠离子电池还在以下几方面优于锂离子电,包括:集流体材料更便宜、界面离子扩散能力更好、离子电导率更高、高低温性能更优异、安全性能更好。

    但由于钠离子电池离子半径大于锂离子,导致钠离子无法嵌入石墨材料。这也限制了其在电池行业的应用。

    “与小巧的锂离子一对比,钠离子电池如同一个‘大胖子’,这就意味着在电池的运行过程中,钠离子在材料中的嵌入和脱出对材料的结构稳定性和动力学提出了更高的要求。”黄起森透露道,为了攻克上述难题,宁德时代对钠离子电池的正负极材料进行了诸多探索。

  宁德时代/供图
 
  在正极材料方面,目前具有潜在商业化价值的有普鲁士白和层状氧化物两类材料。它们的克容量已经达到了160mAh/g,与现有的锂离子电池正极材料相当。
 
  宁德时代构建了高通量材料集成计算平台,能够在原子级别上对材料进行了模拟计算和设计仿真。在前人的研究的基础上,宁德时代创新性地对材料的体相结构进行电荷重排,对材料表面进行重新的设计,解决了材料在循环过程中容量快速衰减这一世界性的难题,使创新的材料具备了产业化的条件。
 
  在负极材料方面,由于钠离子无法像锂离子一样在石墨层间自由穿梭,宁德时代开发了能够让大量的钠离子存储和快速通行、具有独特孔隙结构的硬碳材料。据悉,这种硬碳材料克容量可达350mAh/g以上,还具备优异的循环性能。
 
  黄起森总结道,虽然宁德时代开发的第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池,但其在低温性能和快充方面具有明显优势,特别是在高寒地区高功率应用场景下,可发挥良好的表现。
 
  具体来说,第一代钠离子电池具备以下特性:
 
  其一,电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg,这是目前全球最高水平。
 
  其二,在常温下充电15分钟,电量就可以达到80%,具备了快充能力。
 
  其三,在零下20°C低温的环境下,仍然有90%以上的放电保持率。
 
  其四,在系统集成效率方面,可达到80%以上。

  宁德时代/供图
 
  值得一提的是,为了与锂离子电池形成更好的互补,在电池系统集成方面,宁德时代开发了AB电池解决方案,即可以实现钠离子电池与锂离子电池的集成混合共用。
 
  黄起森透露道,通过将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统中,并按照一定的比例和排列进行混搭,串联、并联集成,再通过BMS的精准算法进行不同电池体系的均衡控制,可以实现取长补短,既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能的优势,这样的锂-钠电池系统,可适配更多应用场景。
 
  市场空间广泛 亦可应用在储能领域
 
  在宁德时代正式推出钠离子电池前,产业内已经围绕着钠离子电池进行了多重的研究和讨论,多家A股公司也对钠离子电池产业链进行了提前布局。
 
  光大证券分析称,钠离子电池目前仍处于产业化初期,在电池的能量密度上存在短板,但长期来看,预计到2025年,国内钠离子电池潜在应用场景的需求量为123GWh,对应537亿元左右的市场空间。
 
  宁德时代透露道,围绕着钠离子电池公司还在进行持续创新,下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg。同时,公司还将就钠离子电池将开辟出一条新的商业化电池路线。
 
  据透露,目前,宁德时代已经开始进行钠离子电池的产业化布局,计划于2023年形成基本产业链。
 
  不过,值得特别关注的是,有相关分析显示,优于钠离子电池的特殊性能,其更适合应用于储能、电动两轮车与A00级小型电动车领域,目前还无法实现对锂电池的完全替代。
 
  近期,国家发展改革委、国家能源局近日发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,要加快钠离子电池等技术开展规模化试验示范。业内人士普遍认为,这是推动钠离子电池产业化加快发展的重要信号。
 
  多家券商分析称,未来钠离子电池将对锂离子电池、铅酸电池等成熟的储能技术形成一定的补充。同时,随着宁德时代等多家公司的入局,整个钠离子电池产业链有望充分受益。
 
投稿:lukejiwang@163.com
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