宁德时代:“钠”么骄傲

宁德时代董事长曾毓群曾在今年5月份的年度股东大会上抛下一枚炸弹——将在7月前后发布钠离子电池 。
消息一出 , 业界翘首以盼 , 在行业死磕锂离子电池的时候 , “动力电池一哥”究竟能把上个世纪70年代就已经出现的钠离子电池搞出什么新花样?
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7月29日下午 , 宁德时代举行了首场线上发布会 , 正式揭开了第一代钠离子电池的神秘面纱 。 其单体电芯能量密度达到160Wh/kg , 略低于磷酸铁锂电池 , 但在低温性能和快充方面具有明显优势 。 同时 , 锂钠混搭电池包也在发布会上首次亮相 。 宁德时代透露 , 目前已启动钠离子电池产业化布局 , 2023年将形成基本产业链 , 这也就意味着宁德时代的钠离子电池离真正的商业化还有一段距离 。
钠离子电池最大短板在能量密度
在车载动力电池领域 , 目前主流的技术路线是锂离子电池 。 钠离子电池与锂离子电池的工作原理和结构类似 , 差别在于电荷载体 , 钠离子电池主要依靠钠离子作为电荷载体在正极和负极之间移动来实现充放电功能 。
与锂离子电池相比 , 钠离子电池优势在于可以让电池摆脱对锂资源的依赖 。 因为锂在地壳中含量极低 , 仅占0.002% , 而且70%都分布在南美等地区 , 我国锂资源70%都需要进口 , 因此锂也成为我国动力电池产业发展的一大掣肘 。
而数据显示 , 全球钠在地壳中储量占比高达2.36% , 是锂储量占比的1180倍 , 而且从海洋和陆地中均能比较容易获取 , 所以钠离子电池的原材料具有含量丰富、开采难度低等优势 , 可以很大程度上解决动力电池原材料的卡脖子问题 。
宁德时代:“钠”么骄傲】其次 , 钠离子电池在安全性方面也有一定优势 , 其电化学性能相对稳定 , 在面对挤压、穿刺等场景时 , 安全性能表现优于锂离子电池 。
虽然钠离子电池存在不少优势 , 但它也有自己的短板 , 最大的短板就是能量密度 。 钠离子电池的能量密度与磷酸铁锂和三元锂电池存在一定差距 , 这也就决定了其无法满足电动汽车的续航要求 。 此外 , 钠离子电池的循环性能也比不上磷酸铁锂电池 。
基于钠离子电池的这些特点 , 业界普遍认为 , 钠离子电池目前仅能在两轮车等对能量密度要求低的产品和储能领域应用 。
宁德时代2023年形成钠离子电池产业链
随着“碳中和”成为全球共识 , 新能源产业已进入到多层次、多类型、多元化发展阶段 , 愈发细分的市场对电池提出了差异化的需求;同时 , 世界范围内对于电池基础材料的研发速度正在加快 , 这为钠离子电池的产业化打开了双向窗口 。
多年来 , 宁德深耕钠离子化学体系材料的研发:在正极材料方面 , 宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料 , 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 。
在负极材料方面 , 宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料 , 其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性 。 在电解液方面 , 宁德时代开发了适配这样的正极负极材料的新型独特电解液体系 。
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基于材料体系的一系列突破 , 宁德时代方面介绍 , 其第一代钠离子电池电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg , 是目前全球最高水平;在常温下充电15分钟电量就可以达到80% , 具备了快充能力 。 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 。 热稳定性远超国家强标的安全要求 。
在具体应用场景方面 , 宁德时代方面表示 , 第一代钠离子电池既可应用于各种交通电动化场景 , 尤其在高寒地区具有突出优势 , 又可灵活适配储能领域全场景的应用需求 。
值得注意的是 , 宁德时代还在此次发布会上发布了AB电池解决方案 , 可以实现钠离子电池与锂离子电池的集成混合共用 。
具体来说 , 就是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 。
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