160Wh/kg!寧德時(shí)代第一代鈉離子電池來了!
昨日(7月28日),在正式發(fā)布鈉離子電池之前,寧德時(shí)代官方還來了一發(fā)預(yù)告,再次將業(yè)內(nèi)外人士的好奇心吊得足足的。
今日(7月29日),鈉離子電池終于得以正式發(fā)布。
能量密度達(dá)160Wh/kg
在發(fā)布會(huì)上,寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森博士介紹,公司開發(fā)的第一代鈉離子電池實(shí)現(xiàn)了四大性能指標(biāo):
?1、電芯單體能量密度已經(jīng)達(dá)到了160Wh/kg,為目前全球最高水平;
2、在常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%;
3、在零下20攝氏度低溫的環(huán)境下,仍然有90%以上的放電保持率;
4、在系統(tǒng)集成效率方面,可以達(dá)到80%以上。?圖/寧德時(shí)代?為了實(shí)現(xiàn)上述性能指標(biāo),寧德時(shí)代也做了不少努力。?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,寧德時(shí)代開發(fā)了具有獨(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。?在系統(tǒng)創(chuàng)新方面,寧德時(shí)代開發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方案,即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進(jìn)行混搭,集成到同一個(gè)電池系統(tǒng)里,通過BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統(tǒng)解決方案既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板,也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能好的優(yōu)勢(shì)。以此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為基礎(chǔ),可為鋰鈉電池系統(tǒng)拓展更多應(yīng)用場(chǎng)景。
寧德時(shí)代“豪賭”鈉電池
鈉電池曾經(jīng)與鋰電池處于同一起跑線,但因?yàn)殇囯姵氐碾姌O材料率先取得突破,并由索尼進(jìn)行商業(yè)化推廣,而被甩開了一大截。而寧德時(shí)代第一代鈉離子電池的發(fā)布,可以說是鈉電池聲勢(shì)浩大的回歸儀式。?鈉離子電池(圖/寧德時(shí)代)?為什么沉寂一時(shí)的鈉電池還能被大家如此看好呢??因?yàn)殁c電池的核心原材料儲(chǔ)量更高、開采難度更低。而相比之下,鋰的全球儲(chǔ)量就少得可憐。數(shù)據(jù)表明,地殼當(dāng)中鋰的含量只有0.0065%,鈉的含量則有2.75%,而且我國(guó)80%的鋰資源嚴(yán)重依賴進(jìn)口。?鈉電池的BOM成本也比鋰電池低20%,并且,比磷酸鐵鋰的成本更低。而且,高低溫性能優(yōu)異,在面對(duì)擠壓、穿刺等情景時(shí)安全性也高,還具備快充能力。?湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院副院長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師黎福海教授表示:“各國(guó)大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)和新能源汽車,推動(dòng)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格持續(xù)漲價(jià)。全球豐度高、可開采的鋰礦資源集中在少數(shù)國(guó)家,表觀儲(chǔ)量十分有限,已經(jīng)面臨供不應(yīng)求的局面,將對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)和新能源汽車發(fā)展造成掣肘,客觀上要求研究機(jī)構(gòu)拿出可行的替代方案。鈉離子電池所需金屬鈉的儲(chǔ)量豐富,是金屬鋰的1000倍以上,而且可以用海水制備金屬鈉,是儲(chǔ)量豐富、可得性好的新能源電池材料。因此,鈉離子電池再度獲得研究機(jī)構(gòu)和上市公司的青睞。”?但是,鈉電池之所以未能獲得與鋰電池同等的市場(chǎng)地位,就是因?yàn)槟芰棵芏冗€不夠高。目前,市場(chǎng)上鈉電池的電芯能量密度普遍在100-150Wh/kg,低于磷酸鐵鋰電池的160Wh/kg,更何況是能量密度已經(jīng)能達(dá)到250Wh/kg的三元電池。?并且,在今天的鈉電池發(fā)布會(huì)上,寧德時(shí)代官方也表示,第一代鈉離子電池的能量密度略低于目前的磷酸鐵鋰電池,但在低溫性能和快充方面,具有明顯的優(yōu)勢(shì),特別是在高寒地區(qū)高功率應(yīng)用場(chǎng)景。?另外,據(jù)華安證券測(cè)算,理論上鈉電池量產(chǎn)成本可以比鋰電池便宜25.3%,但目前的實(shí)際價(jià)格并非如此。曾毓群在今年的公司股東大會(huì)上也已明確表示,在價(jià)格方面,由于鈉離子電池系新推出目前整個(gè)供應(yīng)鏈很小,價(jià)格可能比鋰電池貴。?更重要的是,鈉電池和鋰電池的能量密度差距,是材料屬性決定的,很難通過技術(shù)層面的手段抹平。也就是說,當(dāng)前水平的鈉電池恐怕很難滿足高動(dòng)力、長(zhǎng)續(xù)航車輛的需求,不適合做動(dòng)力電池,那就更不存在全面替代鋰電池的可能了。?那么,寧德時(shí)代又是為何押注鈉電池呢??業(yè)內(nèi)專家表示,在體積相同的情況下,鈉電池的容量約為鋰電池的80%。并且,鈉電池的充放電次數(shù)僅為1000-2000次左右,也與鋰電池有明顯差距。?在重量體積和能量密度都處于劣勢(shì)的情況下,顯然鈉電池更適合對(duì)電池體積大小要求不高,注重成本的儲(chǔ)能電站。?相關(guān)行業(yè)專家也表示:“鈉離子電池基本不太可能突破現(xiàn)在的3c和動(dòng)力體系,但是可以在低速車領(lǐng)域或者儲(chǔ)能等其他特殊應(yīng)用場(chǎng)景使用?!?/span>?顯然,寧德時(shí)代才不“認(rèn)命”。在今天的發(fā)布會(huì)上,曾毓群介紹,有人認(rèn)為電池的化學(xué)體系已很難創(chuàng)新,只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)。但我們認(rèn)為,電化學(xué)的世界,就像能量魔方,未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知,我們樂此不疲地探索著其中的奧秘。他還表示,寧德時(shí)代下一代鈉離子電池能量密度將突破200Wh/kg。?同時(shí),黃起森博士介紹稱,制造工藝方面,鈉離子電池可以實(shí)現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的完美兼容,產(chǎn)線可進(jìn)行快速切換,完成產(chǎn)能快速布局。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。?由此看來,寧德時(shí)代并不滿足只應(yīng)用于儲(chǔ)能和低速車領(lǐng)域,已經(jīng)計(jì)劃將鈉離子電池的使用場(chǎng)景拓展至動(dòng)力電池體系。
總結(jié)
當(dāng)年,日本在動(dòng)力電池路線的兩個(gè)備選項(xiàng)當(dāng)中,舍棄鋰電池,押注燃料電池。但是,隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,證明燃料電池并非鋰電池的最佳替代者,日本的路線選擇儼然已經(jīng)失敗。
現(xiàn)在,作為全球動(dòng)力電池領(lǐng)頭羊之一的寧德時(shí)代正式落下了鈉離子電池這枚棋子。那么,這究竟是寧德時(shí)代應(yīng)對(duì)來自電池企業(yè)新技術(shù)研發(fā)與整車廠自研電池雙面夾擊的應(yīng)對(duì)手段之一,還是會(huì)推動(dòng)鈉離子電池成為全新的動(dòng)力電池技術(shù)路線呢?讓我們拭目以待。
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