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宁德时代:钠离子电池计划于2023年形成基本产业链
发布日期:2021-10-04 08:00    点击次数:180

宁德时代今日召开了钠离子电池发布会。

宁德时代在发布会中表示,公司开发的第一代钠离子电池,电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg,为目前全球最高水平。在常温下充电15分钟,电量可达80%。而在零下20°C低温的环境下,仍然有90%以上的放电保持率,同时在系统集成效率方面,也可以达到80%以上。它本着优异的热稳定性,已经超越了国家动力电池强标的安全要求。

此外,宁德时代还表示,其下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg,公司还表示,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。

钠离子电池基本情况

在发布会上,宁德时代研究院副院长黄起森博士介绍了钠离子电池的基本情况。

1、钠离子电池和锂离子电池的区别和联系

钠的化学性质,电池工作原理都和锂非常相似,在元素周期表里属于同一主族,电池工作原理都是摇椅式。钠的地壳元素含量排名第六,资源非常的丰富。钠离子的半径尺寸大于锂离子,因此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

2、钠离子电池研究进展

1)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,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。

2)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的穿梭,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,这种硬碳材料克容量可350mAh/g以上,还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:CATL开发了适配这样的正极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兼容。

CATL第一代钠离子电池性能介绍

在发布会上,宁德时代研究院副院长黄起森博士还介绍了CATL第一代钠离子电池。

1、电芯单体能量密度——160Wh/kg,是目前全球最高水平

2、快充能力

1)常温下充电15min,电量可达80%;

2)-20度低温环境下,有90%以上的放电保持率。

3、系统集成效率方面——超过80%

4、第一代钠离子电池综合性能和LFP电池对比

当前钠离子电池在能量密度方面明显低于LFP电池,但是在低温性能和快充方面具有明显优势。

5、结构创新:AB电池解决方案介绍

1)AB电池解决方案是什么?

钠离子电池与锂离子电池的集成混合共用:将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里,将两种电池按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联、集成通过BMS的精准算法进行不同电池体系的均衡控制,这样可以实现取长补短,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-钠电池系统就能适配更多应用场景。

2)下一代钠离子电池目标

下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg。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。

以下是华泰电新的总结:

1、材料体系

正极材料:普鲁士白,层状氧化物,体相结构进行电荷重排,还有一些表面改性;负极材料:改性后的硬碳,比容量350mah/g;电解液:新型电解液;制造工艺:设备可以跟锂离子电池产线兼容。

2、电池性能

单体160wh/Kg,15分钟达到80%,零下20度还有90%的放电保持率,热稳定性超过国家安全要求,在低温性能和快充方面有明显优势。

3、结构设计

AB电池解决方案,钠离子电池和锂离子电池同时集成到同一个系统,通过BMS算法控制。

4、后续展望

下一代单体能量密度为200wh/Kg。

宁德时代的三个战略方向和四大创新支撑

在发布会上,宁德时代介绍了其三个战略方向和四大创新支撑:

1)以可再生能源发电和储能替代固定式化石能源——在发电端、电网端和用户端都做了很多努力,在电化学储能方面进行了重点布局。

2)以动力电池助力电动车的发展——不断地提高电池性能,加速交通领域的全面电动化。

3)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。

4)作为三大发展方向的支撑,形成了材料和化学体系、系统结构、极限制造和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。

钠离子电池,下一片蓝海?

由于钠储量丰富,可得性好,钠离子电池的综合成本低于锂离子电池且接近铅酸电池,沉寂已久的钠离子电池风云再起,近期成为资本市场关注的对象。Choice数据显示,钠离子电池板块景气度向好,相关上市公司获得资金青睐,年内股价已远远跑赢大盘指数。

不仅上市公司积极掘金钠离子电池领域,研究机构也在抓紧研究性能更强、安全性更高、制备成本更低的钠离子电池方案,为钠离子电池产业提供更坚实的理论基础。有券商分析师积极展望并表示,钠离子电池有望对锂离子电池、铅酸电池等成熟储能技术形成补充。

7月26日,中信证券、信达澳银基金发布研究报告,均认为钠离子电池兼具资源和成本优势,有望加速导入新能源产业。中信证券新能源汽车首席分析师宋韶灵持有谨慎乐观态度:“近几年来,产业资本开始积极布局钠离子电池,虽然行业仍处于导入阶段,但是钠离子电池在资源丰富度、成本方面优势明显。随着技术走向成熟、产业链逐步完善,钠离子电池有望在储能等领域实现商业化应用,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。”他还表示:“对比锂离子电池,钠离子电池具有能量密度低、体积相对大、循环寿命短、产业链不完善等缺点。投资者需要密切关注钠离子电池产业化进展、锂离子电池成本变动方向和地方储能政策落地节奏。”

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