宁德时代发布第一代钠离子电池,未来可期
汽车新能源
2021-08-09 14:22
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千呼万唤中,宁德时代终于发布了第一代钠离子电池。在短短十分钟的线上发布会上,宁德时代透露出的讯息,足以让行业对钠离子电池的期待值飙升。同时飙升的,还有宁德时代的股价。截至当日收盘,宁德时代股价大涨6%,总市值已经达到1.3万亿人民币。


 


锂资源受限,寻找替代品势在必行



我国的锂资源储量仅占全球的20%,并且集中于高海拔地区,开采困难。受此制约,锂资源高度依赖进口,随时面临卡脖子的风险。而新能源汽车和工业领域的电动化,对锂电池的需求量攀升。寻找在部分应用中可以替代锂离子电池的新技术势在必行。


在此背景下,钠离子电池进入大众的视野。钠的地壳元素含量排名第六,这就意味着钠资源非常的丰富,与锂资源形成鲜明的对比。


其实钠离子电池,并不是什么新鲜事物。早在19世纪,人类就开始了对这一领域的探索。钠元素和锂元素有相近的化学性质和工作原理,主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。但早期的钠离子在电池上的表现远不如锂离子。相较锂离子,钠离子体积较大,在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛,这也成为钠离子电池迟迟难以商用的瓶颈。



单体能量密度160Wh/kg,充电15分钟补充80%



宁德时代的对策是在钠离子化学体系材料上做文章,使用克容量较高(160mAh/g)的普鲁士白材料作为正极材料,属于普鲁士蓝类化合物中的一种,容量最接近于磷酸铁锂,宁德时代又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这一核心难题。


负极材料方面,宁德时代使用的是具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有克容量高(可达350mAh/g以上)、易脱嵌、循环性能优异等特性。


基于材料体系的突破,宁德时代第一代钠离子电池单体电池能量密度达到了160Wh/kg,这是目前全球最高水平,并且在常温下充电15分钟就可补充80%电量,赋予了电池快充能力。不仅如此,在零下20摄氏度的低温环境下,也拥有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。


可以看出,宁德时代的锂离子电池,相对于磷酸铁锂电池,在能量密度上,还是略低的。但是在低温性能和快充两方面,优势显著。


此外,宁德时代还抛出一则重磅消息,其下一代锂离子电池,能量密度有望突破200Wh/kg。



钠+锂混搭,为钠电池“上车”提供条件



以现在的技术水平,钠离子电池替代锂离子电池在新能源汽车中的应用,还为时尚早,更适合的场景是电力储能或者低速电动车。



针对钠离子电池在电动车应用的劣势,宁德时代给出的答案是“混搭”,钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭,集成到同一个电池系统里,通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。AB电池系统解决方案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、低温性能好的优势。以此系统结构创新为基础,可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。用四个字概括,就是取长补短。


2023年形成产业链,未来可期



与发布会之前,一些人预测的不同,宁德时代并非炒一波概念,拉高一下市值,或者打压一下上游锂的价格。宁德时代明确表示,已启动相应的产业化布局,2023年将形成基本产业链。


在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容,产线可进行快速切换,完成产能快速布局。而宁德时代自2011年成立以来,早就完善了从上游原材料,到电芯、电池包、再到下游的回收利用,整个产业链的布局。这也是宁德时代有信心在两年之内量产钠离子电池的原因所在。


来源:汽车与配件