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    • 中国又一新突破,钠离子电池15分钟充电80%,能否取代锂离子电池

        宁德时代于29日正式发布了新一代的钠离子电池。这款钠离子电池电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在-20°C低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上,热稳定性远超国家强标的安全要求,具有高能量密度、高倍率充电、优异热稳定性、良好低温性能与高集成效率等优势。

        我们都知道,当下新能源汽车使用的动力电池,例如磷酸铁锂电池,三元锂电池都是锂离子电池,但因锂离子稳定性不强,以及原材料价格持续上涨,很多厂商都在探索新的可替代锂电池的方向。那么,钠离子电池就是一个很有希望的选择。

      中国又一新突破,钠离子电池15分钟充电80%,能否取代锂离子电池

        钠离子电池和锂离子电池的工作原理类似,但是相比起来,钠离子电池有三点优势:

        1、资源丰富

        从资源的角度来说,锂在地壳中的含量只有0.0065%,而钠约为2.36%,相差巨大。同时,锂分布很不均衡,主要集中在智利、澳大利亚、阿根廷。根据美国地质调查局数据显示,全球已探明的锂资源产量约为8000万吨,储量约为1700万吨,我国锂资源储备量仅占全球的6%,80%的锂原料依赖进口。我国作为锂电大国,需大量进口,资源安全很低。

        中国工程院院士陈立泉在中国电动汽车百人会上表示过:全世界的电能都用锂离子电池储存,根本不够,钠离子电池是新电池首选。

        并且,钠资源储备丰富、分布广泛,可以通过海水获得。

        所以,为了避免在新能源汽车领域出现被卡脖子的情况,我国推出钠离子电池势在必行。

        2. 成本优势

        我们都知道,电动汽车的电池成本非常高,如果更换,动不动就几万甚至十几万。并且随着新能源汽车的发展,锂需求量快速增长,价格水涨船高。例如,去年电池级碳酸锂一吨不到4万元,而今年已经涨到9万一吨。而钠离子化合物价格稳定且低廉,仅为约250元/吨。

        另外,钠离子电池不需要使用钴、镍等稀有贵金属,还可以使用比铜箔更便宜的铝箔做集流体,材料成本会比锂离子电池更低。

        同时,因为钠离子电池与锂离子电池工作原理和结构类似,锂电池的生产线稍作调整便可以生产钠离子电池,无需大费周章,继续投入。

        另外,钠离子电池还处于产业化的起步阶段,未来随着产业链不断地完善、市场需求的不断增长,钠离子电池的成本可能会继续降低。

        3. 安全性高

        钠离子电池的电化学性能相对稳定,具有很高的安全性。测试环节中,能在针刺、挤压、过充、过放等安全项目测试下,做到不起火不爆炸。另外,在运输环节中,可以实现0V运输,相比之下,有效地降低了运输风险。因为锂电池处于低电压时,铜箔易氧化,会导致电池性能衰减及电池失效,所以锂电池在运输前,一般需要把电量冲到80%以上。运输风险就高很多了。

        当然,钠离子电池也有缺点:

        1. 能量密度较低

        宁德时代的这款钠离子电池电芯单体能量密度达到了160Wh/kg,而磷酸铁锂电池能量密度约200Wh/kg,三元电池能达到240Wh/kg,钠离子电池与这两者之间存在一定的差距,所以宁德时代下一代的钠离子电池能量密度的研发目标为200Wh/kg以上。

        2. 循环寿命较短

        钠离子电池的循环次数约1500次,明显低于磷酸铁锂电池的6000次和三元锂电池的3000次。

        所以针对这2个缺点,宁德时代开发了创新性的AB电池系统解决方案,即: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。

        通过这样的方式,弥补了钠离子电池能量密度短板,可以更好的发挥出其高功率、低温性能好的优势。

        实际上,钠离子电池并非什么新概念概念,它曾跟锂电池处于同一个起跑线,后因种种原因没能跟上锂离子电池的发展步伐。

        2020年6月,宁德时代便把钠离子电池作为中短期的三个主要研究方向之一。今年5月,宁德时代董事长曾毓群在股东大会上表示,钠离子电池技术已经成熟,将于7月发布。现如今,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。

        那么钠离子电池市场前景如何呢?

        首先不得不承认,钠离子电池还处于发展的初期,产业结构、商业化进程都不太完善,想要在短期内跟锂离子电池对抗,还不现实。

        但因为其特性,例如刚才我们说的几点优势,以及性能特性差异,钠离子电池的使用场景更叫多样化,例如低速电动车、工程机械、基站通信备用电源等领域,或者两轮电动车、A0级汽车,或者是高寒地区的使用场景等等。也就是说,钠离子电池在发展初期,可能不会主要作为电动车动力电池来使用,而是作为锂离子电池的一个有益补充。

        3-5年,随着产业链的不断完善,成本优势可以更好的体现出来,性能方面有所增强后,再扩大使用场景。

        当然,在钠离子电池的发展进程中,除了宁德时代,还有很多优秀的企业进入了这个领域。例如,中科海钠已完成的钠离子电池产业化示范应用项目主要包括:电动自行车、家庭储能柜、低速电动车和储能电站。中科海钠在2020年就实现了钠离子电池的量产,电芯产能可达30万只/月。

        今年3月,公司还完成亿元级A轮融资。6月28日,中科院物理所与中科海钠在山西太原推出全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统。

        此外,中科海钠还与华阳集团在太原共同投入了年产2000吨的钠离子电池正、负极材料生产基地。

        那么发展钠离子电池的意义到底是什么呢?

        其实在之前说的3点优势里,已经很清楚了。

        中国科学院物理研究所研究员胡勇胜表示:“发展钠离子电池,有望缓解因锂资源短缺、分布不均引发的储能电池发展受限的问题,作为锂离子电池的重要补充;还可逐步取代严重污染环境的铅酸电池,具有重要的经济价值与战略意义。目前,钠离子电池的定位是最具经济性的高安全储能电池,规模化后可做到铅酸电池的价格、锂离子电池的性能。而我国钠离子电池目前在材料体系、综合性能、产业化速度、示范应用方面都已达国际领先水平,拥有完全独立自主的知识产权,有机会率先在全球范围内实现钠离子电池的产业化与商业化应用。”

        总结的来说,钠离子电池是我们可以制造的不受资源限制,拥有自主知识产权,综合水平目前全球领先的一个领域,是当下电池市场的有益补充和未来电池市场的发展方向,所以你说重不重要?

        近日,韩国知名分析公司SNE Research发布了一则关于汽车电池的调查报告,报告中显示,宁德时代以29.9%的市占率排名全球第一,有这样的优秀企业为中国的电池行业保驾护航,每个人都大可以放心了。

        随着我国科技的不断快速进步,我们在越来越多的细分领域走在了世界的最前列,这是鼓舞人心的,所以我们要相信自己,中国人不论做什么,都一定能够做到最好。

      中国·天津
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