恒繼鋰離子電池后鈉離子電池正在受到越來越多的關(guān)注
恒繼鋰離子電池后,鈉離子電池正在受到越來越多的關(guān)注。
近期,國家發(fā)改委,工信部等部門表示,將采取一系列措施促進(jìn)鋰離子電池,鈉離子電池等新型電池的健康有序發(fā)展工信部在答復(fù)政協(xié)第十三屆全國委員會第四次會議第4815號提案中稱,將組織有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究機(jī)構(gòu)適時開展鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)制定,并在標(biāo)準(zhǔn)立項,標(biāo)準(zhǔn)報批等環(huán)節(jié)予以支持
前段時間,在寧德時代舉辦的線上發(fā)布會上,董事長曾毓群介紹了寧德時代的第一代鈉離子電池曾毓群表示:鈉離子電池在低溫性能,快充以及環(huán)境的適應(yīng)性等方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢,與鋰離子電池相互兼容互補(bǔ)
此外,愛瑪科技早在7月份就在經(jīng)銷商大會上發(fā)布了鈉離子電池,稱未來將搭載在兩輪車上。
方正證券分析師申建國在近期的研究報告中介紹,鈉和鋰屬同一主族元素,在電池工作中均表現(xiàn)出搖椅式電化學(xué)充放電行為鈉離子和鋰離子電池研究均起始于20世紀(jì)70年代,由于儲能需求日益增長,低成本儲能電池技術(shù)的需求愈發(fā)緊迫,鈉離子電池研究在近十年內(nèi)突飛猛進(jìn)
鈉電池發(fā)展歷時五十多年,國內(nèi)外沒有明顯差距申建國表示
更便宜 更安全
申建國認(rèn)為,由于現(xiàn)在鋰資源緊張,所以鈉離子電池的研究開始受到重視目前全球70%鋰資源分布在南美洲,我國鋰資源80%依賴進(jìn)口,整體上我國鹽湖鋰資源品質(zhì)和外部開發(fā)條件差,導(dǎo)致開發(fā)難度大,成本高因此,鋰離子電池難以兼顧電動汽車和電網(wǎng)儲能兩大產(chǎn)業(yè)的需求而鉛酸電池會則造成環(huán)境污染,雖然固態(tài),氣態(tài)污染可以消除,但無法避免水溶性鉛重金屬離子的污染
根據(jù)上海有色網(wǎng)的數(shù)據(jù),目前電池級的碳酸鋰市場均價已經(jīng)超過了14萬元/噸,今年以來的漲幅超過了150%相比之下,鈉比較容易獲得,鈉離子電池成本遠(yuǎn)低于鋰離子電池
申建國介紹,與鋰電池結(jié)構(gòu)一樣,鈉電池同樣由正極材料,負(fù)極材料,集流體,隔離膜,電解液和殼體,頂蓋組成鈉電池通過替換鋰元素降低正極和電解液的成本,通過無煙煤降低負(fù)極成本,同時替換掉負(fù)極的銅箔之后,成本能有30%—40%的材料降幅由于現(xiàn)階段供應(yīng)鏈不完整,生產(chǎn)工藝有待提升,樣品成本在0.6—0.8元/Wh,未來伴隨著技術(shù)成熟,規(guī)模擴(kuò)大,理論上成本能降到0.2—0.3元/Wh
曾毓群亦表示,寧德時代研發(fā)的鈉離子電池能夠?qū)崿F(xiàn)電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg,常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上,在—20°C低溫環(huán)境中,也擁有90%以上的放電保持率,系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上,熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
申建國亦認(rèn)為,鈉離子電池安全性較鋰離子更高全球鋰電池起火事故頻出,電動車,儲能起火事故頻發(fā)據(jù)不完全統(tǒng)計,2011—2021年全球共發(fā)生32起儲能電站起火爆炸事故,其中26起事故采用三元鋰離子電池鈉離子電池電化學(xué)性能相對穩(wěn)定,熱失控過程中容易鈍化失活,安全實驗表現(xiàn)較鋰離子電池更好
目前,鈉離子電池已通過中汽中心的檢測,針刺時不冒煙,不起火,不爆炸,經(jīng)受短路,過充,過放,擠壓等實驗也不起火燃燒對比鋰離子電池起始自加熱溫度達(dá)到165℃,鈉離子電池則達(dá)到260℃而且在ARC測試中鈉離子電池最大自加熱速度顯著低于鋰離子電池,這些均表明鈉離子電池具有更好的熱穩(wěn)定性
互補(bǔ)還是替換。
寧德時代研究院副院長黃起森在發(fā)布會上還表示,在制造工藝方面,鈉離子電池可以實現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備,工藝的完美兼容,產(chǎn)線可進(jìn)行快速切換,完成產(chǎn)能快速布局目前,寧德時代已啟動相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化布局,2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈
下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標(biāo)是200Wh/kg以上曾毓群說
而申建國則認(rèn)為,由于能量密度限制,鈉離子的應(yīng)用場景更多是在儲能,兩輪車等領(lǐng)域鈉離子電池與NCM鋰離子電池呈互補(bǔ)關(guān)系,與LFP鋰電池存在一定的替換關(guān)系寧德時代宣布的AB鈉鋰電池方案,可能會拓寬在乘用車領(lǐng)域的應(yīng)用場景
申建國在報告中進(jìn)一步分析,從能量密度來看,鈉離子電池能力密度為70—200Wh/Kg,與NCM鋰電池240—350Wh/Kg的能量密度范圍沒有沖突,理論上高能量鈉電池和LFP電池在同一水平,現(xiàn)階段鈉電池主要集中在130—150Wh/Kg區(qū)間循環(huán)來看,鈉電池的理論循環(huán)可以達(dá)到10000次,現(xiàn)階段在3000—4000左右,與LFP鋰電池還有一點(diǎn)差距
現(xiàn)階段鈉離子電池成本仍高,技術(shù)發(fā)展仍處于早期階段,與下游適配的電池材料解決方案尚未定型,而鋰離子電池成本仍有下降空間申建國表示
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