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宁德时代正式发布钠离子电池,能量密度160Wh/kg,能与锂电池集成混用

电车汇消息:今日,宁德时代正式发布钠离子电池,曾毓群称:“钠离子电池在低温性能、快充以及环境的适应性等方面拥有独特的优势,与锂离子电池相互兼容互补,所以多元化的技术路线也是我们这个产业长期稳定发展的重要保障”。

宁德时代开发的第一代钠离子电池有以下这些主要的性能指标:

电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg;

常温下充电15分钟,电量就可以达到80%;

在零下20°C低温的环境下,有90%以上的放电保持率;

在系统集成效率方面,可以达到80%以上。

宁德时代研究院副院长黄起森博士称,钠离子电池在热稳定性方面,已经超越了国家动力电池强标的安全要求。

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。

除此之外,在电池系统集成方面,宁德时代还开发了AB电池解决方案,可以实现与锂离子电池的集成混合共用。

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。

黄起森介绍说,钠的化学性质,电池工作原理都和锂非常相似,它在元素周期表里属于同一主族,电池工作原理都是摇椅式。钠的地壳元素含量排名第六,这就意味着它的资源非常的丰富,那与小巧的锂离子一对比,钠离子它就是一个大胖子,它更大。这就意味着在电池的运行过程中,钠离子在材料中的嵌入和脱出,对材料的结构稳定性和动力学提出了更高的要求。

钠离子电池在正极材料方面,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。

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。在前人的研究的基础上,宁德时代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,那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这样的正极负极材料的新型独特电解液体系,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。

黄起森称,宁德时代的下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg。进入TWh时代,如同30年前的锂离子电池,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,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。

文章摘自 电车汇 20210729 发自北京

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