电动车主福音?宁德时代发布钠离子电池,15分钟充电80%

7 月 29 日,宁德时代发布第一代钠离子电池。

据宁德时代研究院副院长黄起森介绍,第一代钠离子电池主要有以下性能指标:

· 电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg,是目前(钠离子电池中的)最高水平;

· 常温下充电 15分钟,电量可达到 80%,具备快充能力;

· 零下 20°C 低温环境下,仍然有 90% 以上的放电保持率;

系统集成效率方面,可以达到 80% 以上;

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的180Wh/kg,但钠离子电池胜在热稳定性以及相比锂矿储量而言极其丰富的钠储量。

1、2023 年要形成产业链,第二代钠离子电池瞄准 200Wh/kg

对钠离子电池的研究最早可以追溯到上世纪八十年代前后。

钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似,主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。但两者在正负极材料、集流体和电解液等方面存在不同。

由于钠离子体积较大,缺乏理想的电极材料,钠离子电池的应用发展相对缓慢。此前钠离子电池的应用更多是集中在储能领域。

寻找合适的电极材料,成为钠离子储能电池应用突破的关键之一。

宁德时代的解决方案是:

1)正极材料上,宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料,对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减的难题。

2)负极材料上,由于钠离子无法像锂离子一样在石墨层自由穿梭,所以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。这种硬碳材料克容量可达350mAh/g 以上,具备优异的循环性能,整体性能指标与现有的石墨相当。

3)电解液方面,宁德时代开发了适配上述正负极材料的新型独特电解液体系,在制造工艺方面,可以与目前的锂离子电池制造工艺和设备相互兼容。

基于这些材料体系的突破,宁德时代第一代钠离子电池具备(相对)高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。

宁德时代表示,第一代钠离子电池还可以应用于各种交通电动化场景,尤其是在高寒地区。

宁德时代同时宣布其下一代钠离子电池能量密度将突破 200Wh/kg

目前宁德时代已经针对钠离子电池进行产业化布局,计划于 2023 年形成基本产业链,可以理解为实现初期的产业应用。

2、多元化技术发展路线

宁德时代是全球动力电池领域的领军者

据韩国能源市场分析公司 SNE Research 发布的报告显示,今年上半年全球动力电池装机量为 114.1GWh,宁德时代以29.9% 的市场份额占据第一

宁德时代创始人兼董事长曾毓群在发布会上表示:「多元化的技术路线,是我们这个产业长期稳定发展的重要保障。」

从战略层面上说,宁德时代主要有三大战略方向:

  • 以可再生能源发电和储能来替代固定式化石能源,为此在发电端、电网端和用户端进行布局;

  • 以动力电池助力电动车的发展,并不断提升电池性能,加速交通领域的全面电动化;

  • 以电动化和智能化的集成,作为一个创新,以加快各领域的新能源替代过程。

基于这三大战略方向,宁德时代形成了材料和化学体系、系统结构、极限制造以及商业模式的四大创新支撑,形成了从前沿基础研究到产业化应用,再到商业化大规模的推广快速转化的能力。

从电池产品的角度来说,钠离子电池在低温性能、快充以及环境的适应性等方面拥有独特优势,且钠离子的成本低廉,资源存储较多,能够与锂离子电池相互兼容互补。

目前钠离子电池的应用更多是聚焦在储能领域,宁德时代希望将其开辟到新能源汽车上。

阶段性地,宁德时代还提出了 AB 电池解决方面:

通过将钠离子电池与锂离子电池集成到同一个电池系统中,并按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联、集成。

之后再通过 BMS 的精准算法进行不同电池体系的均衡控制,则可以实现取长补短,既弥补了那离子电池现阶段能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能的优势。

这样就可以使得该集成电池系统可适配更多的应用场景。

不过,对于现阶段的乘用车而言,需要更高的续航,也就需要更高的能量密度,相对来说,磷酸铁锂和三元锂电池是目前主流车型的选择。

而钠离子电池的主要应用场景,或将主要集中在储能、低速新能源车以及小动力领域。

同时,钠离子电池相关产业链建设也并未完善,未来也将面临产业化、储能发展不及预期的风险。

宁德时代研究院副院长黄起森也在会上呼吁欢迎研究机构、上游材料供应商和下游的电池应用端,一起参与共同加速钠离子电池产业链的完善和发展。

来源:第一电动网

作者:汽车之心

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