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钠离子电池发展分析
来源:中国汽车工业信息网    作者:朱培培   发布时间:2021/10/21   浏览:()次


  1. 钠离子电池发展历程


  早在1981年,法国Delmas就首次报道了关于钠离子相关的电化学性能,2011年全球第一家钠离子电池公司成立,随着研究的不断推进,钠离子电池在最近几年获得不断发展。


  全球钠离子电池发展历程:1981年,法国Delmas首次报道NaxCoO2层状氧化物正极材料脱嵌钠电化学性能;2011年,全球首家钠离子电池公司——英国Faradion成立;2020年,全球已有十几家那里电池公司正在进行产业化开发,能量密度已可达到100~150Wh/kg。


  国内钠离子电池近年动向:2018年12月:南京理工大学夏晖教授与中外团队合作,首创结构设计和调控方法,在锰基正极材料研究方面取得重要进展;2021年3月:专注钠离子电池研发的北京中科海钠科技有限责任公司宣布完成来自梧桐树资本的亿元级A轮融资,将用于搭建年产能2000吨的钠离子电池正、负极材料生产线;2021年6月28日:全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统在山西太原综改区正式投入运行。


  2. 钠离子电池发展优劣势分析


  与锂离子电池对比,钠离子电池具备能源丰富、快充性能好、高低温性能优异、安全性能好、设备兼容性好等诸多优势,同时也存在能量密度低、循环寿命低等劣势。


  优势:储量丰富、成本低:钠元素钠元素丰度值达23000ppm,可达2.74%,而锂在地壳当中占比仅约为0.0065%,资源分布较为均匀,成本低廉。兼容已有锂电设备:钠离子电池与锂离子电池有类似的工作原理和电池结构。集流体均为铝箔:钠不与铝形成合金,铝比铜成本更低。双极性电池:铝集流体两侧分别涂布正、负极,能量密度更高,单体电芯电压更低。低盐浓度电解液:钠离子stokes直径比锂离子的小、低盐浓度电解液具有较高电导率。高低温性能优异:高低温测试均显示出较好的容量保持率。安全性高:过充、过放、短路、针刺、挤压等测试不起火、不爆炸等。


  劣势:能量密度低、循环寿命低等。


  3. 钠离子电池企业布局情况


  国内一些生产锂电池的企业,正在为实现钠电池的产业化做相关准备,近三十家国内外企业进行了对钠离子电池技术产业化的布局。同时动力电池行业也开始转向钠离子电池的生产,如宁德时代等行业的巨头表示将进军钠离子电池市场。


  宁德时代钠离子电池布局:2021年7月,宁德时代举办钠离子电池发布会,正式推出第一代钠离子电池。电芯单体能量密度达到160Wh/kg,为目前全球最高水平。常温下充电15分钟,电量可达80%。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,可以达到80%以上。2021年9月,宁德时代称明年将投产一条钠离子电池产线,到2023年形成基本产业链,第二代钠离子电池能量密度将提升至200Wh/kg。


  除宁德时代外,目前国内还有欣旺达、浙江医药正在研发钠离子电池相关产品。


  4. 钠离子电池未来发展分析


  钠离子电池相对目前主流的三元电池和磷酸铁锂电池,优缺点比较明显,综合三者特点,钠离子电池较难适用于主流的动力电池领域,但是钠离子电池在特定场景具有一定优势,如储能领域、低速交通等。


  随着应用场景多元化,电池类型也将逐渐丰富。在锂电池的基础上,不光有钠离子电池,还有钒锍电池、锌离子电池等,在市场规模不断扩大、应用场景不断细化的背景下百花齐放是大趋势,而对于现在的乘用车来说,钠离子电池只能作为锂离子电池的补充,在相当长一部分时间,还是会以锂离子电池为主。

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