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新能源电池或迎产业化新路线

2021-07-31 07:03 北京日报

来源标题:新能源电池或迎产业化新路线

全球减碳目标下,清洁能源的发展让储能电池、动力电池成为火热赛道。除了当下大行其道的锂离子电池,汽车动力电池是否还有其他创新路径?7月29日,电池巨头宁德时代发布第一代钠离子电池和锂钠混搭电池包,让钠离子电池技术备受关注。钠离子电池是否能成为新能源车用电池的“明日之星”?

发展钠电池原料不会卡脖子

随着新能源汽车的普及,动力电池也走进了大众视野。市民王先生最近有意购买电动汽车,车辆搭载磷酸铁锂电池还是三元锂电池,成为他选车的重要对比因素。而这两款电池其实都属于一个本家——锂离子电池。

锂离子电池是当下电池市场当之无愧的主角,小到手机、电脑,大到新能源汽车、储电站,都大量应用锂离子电池。据中关村储能产业技术联盟2019年统计的数据,全球电化学规模储能示范项目中,锂离子电池占比高达80%。

既然锂离子电池如此广泛应用,为何又要寻找替代选项?中科院物理所怀柔园区清洁能源材料测试诊断与研发平台李泉博士告诉记者,这是因为仅靠锂离子电池,满足不了当下不断发展的电动汽车和电网储能两大产业市场。“锂资源储量有限,而且分布不均。比如我国,大量锂资源依赖进口,限制了电池产业发展。”

在寻找替代项的过程中,钠离子电池重新进入了视野。事实上,早在上世纪70年代,钠离子和锂离子电池研究几乎是同步出发,后来由于锂离子在能量密度等方面表现更优秀,抢先实现产业化,钠离子电池研究则陷入停滞。但随着近年来电池市场的旺盛需求以及技术不断发展,钠离子电池研究再度出发。

“一方面钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似,生产设备可以兼容,是性价比很高的替代项;另一方面,相比锂资源,钠资源在海水和地壳中含量丰富,而且分布广泛,我国发展起来不会再被原料卡脖子。”李泉说。

宁德时代发布首代钠离子电池

坐拥资源优势,钠离子电池也开始踏上产业化之路。昨天,宁德时代发布了第一代钠离子电池和锂钠混搭电池包,收获极大关注。宁德时代董事长曾毓群认为,钠离子电池将为能源清洁化和交通电动化提供全新解决方案。

据悉,钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,但相较锂离子,钠离子体积较大,在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛,对此,宁德时代进行了钠离子化学体系材料的研发并取得重要突破。根据宁德时代披露的数据,其钠离子电池实现了电芯单体能量密度160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在-20。C低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上;热稳定性也超出国家强标的安全要求。

而这并非钠离子电池产业化的第一炮。记者注意到,在2018年,另一家电池企业中海科钠推出了全球首辆钠离子电池驱动的低速电动车,并于2019年3月发布了钠离子电池储能电站。

能量密度成超越锂电池障碍

谈及钠离子电池产业化布局,宁德时代研究院副院长黄起森博士介绍,在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺兼容,产线可进行快速切换,完成产能快速布局。目前,公司已启动钠离子电池产业化布局,2023年将形成基本产业链。

如此高调登场,钠离子电池是否能后发制人超越锂离子电池?李泉表示,钠离子电池尽管存在资源优势,未来规模产业化后成本也会更低,但它也存在着先天短板——能量密度低。“由于钠离子比锂离子更重,所以从科研角度看,钠离子电池的能量密度上限是无法达到锂离子电池水平的,这也让钠离子电池未来的应用场景可能更多集中于储能领域。”

李泉进一步举例:“比如手机,我们希望它越来越轻薄;比如电动汽车,我们希望它的续航能够跑得更远。而这些显然不是钠离子电池的优势。”但储能电站则不一样,在地广人稀的风电站附近,多配备几组储能电池显然不是问题,这时候,钠离子电池更低的成本优势就会得以显现。

责任编辑:詹雨泉(QZ0018)作者:赵语涵

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