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宁德时代的一则动态“引发” 行业对于钠离子电池的关注

h1654155972.5933 来源:高工锂电 作者:高工锂电 2021-06-01 14:18 次阅读

摘要

《钠离子电池科学与技术》集结了国内外研究者的最新科技成果及技术,是材料、物理、化学、电化学、化工、能源等学科的基础理论研究与应用技术前沿的集成反映。

宁德时代的一则动态“引发”行业对于钠离子电池的关注。

近日,宁德时代董事长曾毓群在2020年度股东大会上透露,宁德时代将于今年7月前后发布钠电池,并进一步表示,“我们的技术在发展,钠离子电池已经成熟了”。

钠离子电池是一个新兴产业,但并非一种全新的电池技术路线。早于20世纪70年代钠离子电池的研究几乎与锂电池同步展开,但受当时研究条件限制及市场倾向于锂离子电池,钠离子电池的研究进度缓慢。

近年来,锂离子电池原材料本土供应不足,中国锂盐生产超过60%的锂原料需要进口,对外依存度较高。

而钠离子电池凭借其储量极其丰富、高安全、低成本(大规模化)、支持快充等诸多优势,市场升温明显。曾毓群曾直言,“氯化钠(价格)炒不起来,盐很多。”

此外,钠不与铝形成合金,正负极均可采用铝箔集流体构造双极性电池,进一步降低成本和重量。同时,钠电池在架构、封装工艺和锂电池高度相似,且原先生产锂电池工厂不必经过大的改动就能直接进行钠电池生产。

基于此,不止宁德时代,国内外已经有多家企业对钠电池进行研究且有不错的进展。

截至2020年,国内外有近二十家企业对钠离子电池进行产业化布局,主要包括英国FARADION、美国Natron Energy、美国Aquion Energy、法国NAIADES计划团体、日本岸田化学、松下、三菱等国际企业,以及中科海钠、钠创新能源、星空钠电等国内企业。

如2018年6月,中科海钠科技推出国内首辆钠离子电池低速电动汽车,并在中科院物理研究所园区内进行示范演示。2020年,中科海纳还开发了基于O3相复合正极材料的10 Ah袋式和18650圆柱形电池,能量密度达135Wh/kg,放电速率可从1C变化到5C,容量保留率达到90%。

业内一致的判断是,兼具成本及资源等诸多优势,但钠离子电池受制于自身材料属性,其负极能量密度低于石墨材料,能量密度较锂离子电池而言处于劣势,暂无法替代锂离子电池成为动力领域主流技术,更多的是一种技术储备和补充。

目前,市场上钠电池的电芯能量密度普遍为100~150Wh/kg。而主流的车规级动力电池中,三元锂电池的电芯能量密度已经能达到250Wh/kg左右;磷酸铁锂电池的电芯能量密度稍低,但也有180Wh/kg左右。

对比铅酸电池,除考虑回收成本无优势外,其他方面的技术指标实现全面大幅超越。

整体来看,钠离子电池技术在中国的商业化进程势在必行。钠离子电池技术不仅能够满足新能源领域低成本、长寿命和高安全性能等要求,还能一定程度上缓解锂资源短缺引发的焦虑,为锂离子电池的重要补充,同时可逐步替代铅酸电池,有望在低速电动车、电动船、家庭/工业储能、5G通信基站、数据中心、可再生能源大规模接入和智能电网等多个领域快速发展。

现阶段钠电池体系由于制备工艺不成熟、生产设备有待改善,导致生产效率较低,产品一致性差,生产良率不高,生产成本明显高于锂离子电池,钠离子电池材料成本优势暂不明显。

从商业化进展来看,国际上,英国Faradion开发出了具有较高比容量的层状氧化物正极材料,由其构成的全电池甚至可以超过锂离子电池中的磷酸铁锂电池。而Novasis Energies隶属于斯坦福的Natron Energy也成功开发出了以PBA为正极的的钠离子电池。

国内除宁德时代即将披露的技术外,中国科学院物理研究所在该领域早有布局。

中国科学院物理研究所自2011年以来致力于安全环保、低成本、高性能钠离子电池技术开发,已在核心材料方面获得专利授权20项(3项专利获得美国、日本和欧盟授权)。开发出的具有自主知识产权的Cu基层状氧化物正极材料和低成本无烟煤基负极材料均为国际首创。

2017年,依托中国科学院物理研究所的钠离子电池技术,国内首家专注于钠离子电池研发与生产的中科海钠成立,有序推进关键材料放大制备和生产、电芯设计和研制、模块化集成与管理。

其技术团队由中国工程院院士陈立泉、中国科学院物理研究所研究员胡勇胜等人领导,其中陈立泉为曾毓群的博士生导师。

目前,中科海纳已经建成钠离子电池正负极材料百吨级中试线及MW⋅h级电芯线,研制出软包、铝壳及圆柱电芯。当前其钠离子电芯产能最高可达30万只/月,产品包括圆筒形电芯和软包型电芯。

有必要指出的是,钠离子电池市场的升温,这一研究领域不断涌现青年学子、研究学者和企业界人士,市场亟需一本关于钠离子电池以助力器获取更多系统和更前沿的知识,做出更创新和更深入的研究成果,为钠离子电池的研发和应用提供理论和技术支持。

由陈立泉院士、胡勇胜领衔的中国科学院物理研究所团队组织撰写了关于钠离子电池科学与技术的专业书籍——《钠离子电池科学与技术》。

该书汇集了中科院物理研究所团队近十年在钠离子电池基础研究研发和工程化探索中取得的研究进展,荟萃国内外专家学者近四十年在钠离子电池技术领域取得的杰出成果,旨在系统总结钠离子电池的研究现状,集中探讨钠离子电池的关键问题,着力展望钠离子电池的发展趋势。

据介绍,该书重点介绍了钠离子电池的发展历史、工作原理、性能特点和基本概念,探讨了正极材料、负极材料、液体电解质、固体电解质和非活性材料的制备方法、理化性质及对钠离子电池性能的影响,梳理了先进表征技术和理论计算模拟在钠离子电池研究中的应用,分述了钠离子电池的制造工艺、失效分析、成本估算及产业化现状。

此外,该书集结了国内外研究者的最新科技成果与相关技术,体现了钠离子电池当今发展和研究的趋势,是材料、物理、化学、电化学、化工、能源等学科的基础理论研究与应用技术前沿的集成反映,为探寻钠电池在储能与动力电池领域的技术及应用添砖加瓦。

责任编辑:lq

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原文标题:关于钠离子电池,你应该知道……

文章出处:【微信号:weixin-gg-lb,微信公众号:高工锂电】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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