寧德時(shí)代鈉離子電池上線:低溫、充電難題被解決
與現(xiàn)在當(dāng)前主流的鋰電池相比,鈉離子電池的到來,對(duì)電池行業(yè)的影響可以說是革命性。今后鈉離子電池的大規(guī)模應(yīng)用,也擺脫了電池行業(yè)對(duì)鋰金屬的依賴。
據(jù)介紹,鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似,均為“搖椅式”。鈉離子在正負(fù)極之間的嵌入、脫出實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。
不過相較鋰離子,鈉離子體積較大,在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面要求更嚴(yán)苛。
寧德時(shí)代多年來深耕鈉離子化學(xué)體系材料的研發(fā):在正極材料方面,寧德時(shí)代采用了克容量較高的普魯士白材料,創(chuàng)新性地對(duì)材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排,解決了普魯士白在循環(huán)過程中容量快速衰減這一核心難題;
在負(fù)極材料方面,因?yàn)殁c離子無法像鋰離子一樣,在石墨間自由穿梭。寧德時(shí)代開發(fā)了,能夠讓大量鈉離子存儲(chǔ)和通行,具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料,其具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。
電解液方面,寧德時(shí)代開發(fā)了能夠適應(yīng)當(dāng)前新型正極、負(fù)極材料的電解液體系。制造工藝方面,鈉離子電池可以與目前的鋰離子電池制造工藝和設(shè)備相兼容。
基于材料體系的一系列突破,寧德時(shí)代研發(fā)的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢(shì)。
其電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg,這也是目前全球最高水平。而熱穩(wěn)定方面,鈉離子電池達(dá)到了遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)的水平。
總體來看,鈉離子電池的能量密度,略低于當(dāng)前的磷酸鐵鋰電池,但是鈉離子電池在“嚴(yán)寒”地區(qū)、快速充放電和高放電功率的性能方面,表現(xiàn)更為優(yōu)異,具有明顯優(yōu)勢(shì)。
常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;在-20°C低溫環(huán)境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上;
此外,在電池系統(tǒng)集成方面,寧德時(shí)代還開發(fā)了AB電池解決方案,可以實(shí)現(xiàn)鈉離子電池與鋰離子電池的集成混合共用。
將兩種電池集成到同一個(gè)電池包中,按照一定的比例和排列進(jìn)行混搭,串聯(lián)、并聯(lián)、集成,通過BMS的精準(zhǔn)算法,進(jìn)行不同電池的均衡控制,實(shí)現(xiàn)二者電池性能的取長(zhǎng)補(bǔ)短。
既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板,也發(fā)揮了它高功率、低溫性能的優(yōu)勢(shì)。這樣的鈉鋰電池系統(tǒng),就能夠應(yīng)用于更多復(fù)雜場(chǎng)景。
目前,寧德時(shí)代已啟動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局,2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。寧德時(shí)代表示,歡迎相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、上游材料供應(yīng)商和下游電池應(yīng)用端一起參與,共同加速鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。
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