宁德时代发布钠离子电池,可实现与锂离子电池的集成共用

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集微网消息,7月29日,宁德时代发布了第一代钠离子电池。其实,钠离子电池并非新鲜事物,对钠离子的研究最早可以追溯到19世纪。近二十年,伴随着锂离子电池的应用和推广,对钠离子电池的研究也迅猛的增加。

行业内对钠离子电池的正负极材料进行了许多的探索,在正极材料方面,目前具有潜在商业化价值的有普鲁士白和层状氧化物两类材料,它们的克容量已经达到了160mAh/g,与现有的锂离子电池正极材料相当。

图片来源:宁德时代

为此,宁德时代构建了高通量材料集成计算平台,能够在原子级别上对材料进行了模拟计算和设计仿真。在这些研究的基础上,宁德时代创新性地对材料的体相结构进行电荷重排,对材料表面进行重新的设计,解决了材料在循环过程中容量快速衰减这一世界性的难题,使创新的材料具备了产业化的条件。

在负极材料方面,由于钠离子无法像锂离子一样在石墨层间自由的穿梭,宁德时代开发了能够让大量的钠离子存储和快速通行、具有独特孔隙结构的硬碳材料。这种硬碳材料克容量可达350mAh/g以上,还具备优异的循环性能,而且整体性能指标与现有的石墨是相当的。

在电解液方面,宁德时代开发了适配正极负极材料的新型独特电解液体系。此外,在制造工艺方面可以与目前的锂离子电池制造工艺和设备相兼容。

基于以上的些技术创新和突破,宁德时代开发的第一代钠离子电池达到了突出的性能指标。据悉,电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg;在常温下充电15分钟,电量就可以达到80%,具备了快充能力;不仅如此,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。

总体来看,第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池,但是,在低温性能和快充方面,具有明显的优势,特别是在高寒地区高功率应用场景。

尤为值得一提的是,宁德时代的创新不止于此,在电池系统集成方面还开发了AB电池解决方案,与锂离子电池的集成混合共用,即可以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。

面向未来,宁德时代还在持续不断的创新中,预计下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg。宁德时代方面表示,钠离子电池将开辟出一条新的商业化电池路线,围绕产业链部署创新链,围绕创新链布局产业链。宁德时代目前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。

(校对/Jimmy)

责编: 干晔
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