寧德時代鈉離子電池上線:低溫、充電難題被解決
寧德時代新能源科技股份有限公司成功舉行了首場線上發佈會,董事長曾毓群博士發佈了寧德時代的第一代鈉離子電池。 與現在當前主流的鋰電池相比,鈉離子電池的到來,對電池行業的影響可以說是革命性。 今後鈉離子電池的大規模應用,也擺脫了電池行業對鋰金屬的依賴。
據介紹,鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似,均為”搖椅式”。 鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移。
不過相較鋰離子,鈉離子體積較大,在材料結構穩定性和動力學性能方面要求更嚴苛。
寧德時代多年來深耕鈉離子化學體系材料的研發:在正極材料方面,寧德時代採用了克容量較高的普魯士白材料,創新性地對材料體相結構進行電荷重排,解決了普魯士白在迴圈過程中容量快速衰減這一核心難題;
在負極材料方面,因為鈉離子無法像鋰離子一樣,在石墨間自由穿梭。 寧德時代開發了,能夠讓大量鈉離子存儲和通行,具有獨特孔隙結構的硬碳材料,其具有克容量高、易脫嵌、優迴圈的特性。
電解液方面,寧德時代開發了能夠適應當前新型正極、負極材料的電解液體系。 製造工藝方面,鈉離子電池可以與目前的鋰離子電池製造工藝和設備相相容。
基於材料體系的一系列突破,寧德時代研發的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優異的熱穩定性、良好的低溫性能與高集成效率等優勢。
其電芯單體能量密度高達160Wh/kg,這也是目前全球最高水準。 而熱穩定方面,鈉離子電池達到了遠超國標的水準。
總體來看,鈉離子電池的能量密度,略低於當前的磷酸鐵鋰電池,但是鈉離子電池在”嚴寒”地區、快速充放電和高放電功率的性能方面,表現更為優異,具有明顯優勢。
常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上;在-20°C低溫環境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統集成效率可達80%以上;
此外,在電池系統集成方面,寧德時代還開發了AB電池解決方案,可以實現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電池包中,按照一定的比例和排列進行混搭,串聯、並聯、集成,通過BMS的精準演算法,進行不同電池的均衡控制,實現二者電池性能的取長補短。
既彌補了鈉離子電池在現階段的能量密度短板,也發揮了它高功率、低溫性能的優勢。 這樣的鈉鋰電池系統,就能夠應用於更多複雜場景。
目前,寧德時代已啟動鈉離子電池產業化佈局,2023年將形成基本產業鏈。 寧德時代表示,歡迎相關研究機構、上游材料供應商和下游電池應用端一起參與,共同加速鈉離子電池產業鏈的完善和發展。