最近小编看到大家都在讨论学习钠离子电池相关的事情,对此呢小编也是非常的感应兴趣,那么这件事究竟是怎么发生的呢?具体又是怎么回事呢?下面就是小编搜索到的关于学习钠离子电池事件的相关信息,我们一起来看一下吧!
(资料图片)
钠离子电池工作原理与锂离子电池类似,其低温性能、安全性、成本(大规模量产后)方面具有优势或潜力,其能量密度和循环性能均介于锂电池和铅酸电池之间,可能更适合储能、两轮车等市场。在车用动力电池领域,由于能量密度和循环性能还不够强,目前还难以形成替代,宁德时代提出动力电池中采用锂电池和钠电池混配辅,以 BMS 升级的方案,有望推动钠离子电池在交通领域应用。
与锂离子电池相比,钠电池快充及低温性能、安全性更好,但能量密度受限。
1、有更好的倍率性能,且能够适应响应型储能和规模供电。宁德时代研发的第一代钠离子电池在常温下充电15分钟,电量即可达到80%以上。
2、钠电池适应温域更为宽广,宁德时代的一代钠电池在-20°C的低温环境中也可以拥有90%以上的放电保持率,而锂离子电池在相同环境下放电保持率只有70%左右。
3、钠离子电池更为安全,主要原因有:1)钠作为锂的下一周期元素,化学性质更为稳定;2)钠离子电池的负极集流体使用的是稳定性更好的铝箔,钠离子电池可以完全放电至0V再进行运输,提高了运输安全性;3)钠离子电池的内阻比锂离子电池高,在短路时发热量更少;不足则主要是受限于钠离子本身的离子性质,能量密度较低。
纳电池在能量密度需求不高且对成本和安全性较为敏感的领域应用潜力较大。与锂电池相比,钠电池的单位成本更低,安全性更强,但受限于钠元素本身的直径影响,其能量密度要低于锂离子电池。因此钠离子电池在对能量密度需求不高,但对成本相对敏感的领域应用潜力更大。
比如分布式电网储能、两轮车、低速交通工具等。目前,储能电站主要存在于可再生能源接入、家庭和工业储能、5G 通信基站和数据中心等,低速交通工具主要包括低速电动车、电动自行车、电动船舶和公共汽车与大巴。
1、在储能领域的安全性和成本优势明显,竞争力强。储能领域近些年发展较快,与锂电池相比,钠电池安全可靠,成本更低,对锂电池在储能领域的替代性较强;
与铅酸电池相比,尽管铅酸电池的成本更低,但其使用寿命过短,以全生命周期来看,度电成本并不低,性价比不如钠离子电池。综合来看,钠电池不仅在能量密度上出现了技术上的突破,也具有成本更低、安全性能良好的优势,更匹配规模储能的应用场景,为钠电池的发展创造了巨大空间。
2、低速车:成本优势及高安全性加持,钠电池有望在电动两轮车领域大展身手。新国标出台后,两轮车整车重量不得超过55kg,这一新规迫使厂家在选用两轮车电池时把电池重量作为重要的考量因素,同时,安全性和电池成本同样是市场重视的两大要素。
与铅酸电池相比,钠电池重量更轻,大约是相同容量的铅酸电池的1/3;与锂电池相比,钠电池安全性更强,成本也更为低廉。综合来看,钠电池更为符合电动两轮车市场的需求。后续钠电池全面推开后,有望成为电动两轮车的新选择。
钠离子电池的生产流程仍然是从原材料加工成电池单体,然后组装得到电池包,进一步进入下游应用领域。纵观钠离子电池的产业链,上游端产业主要涉及电池制备的原材料,包含电池正极材料、负极材料、钠盐、集流体;中游涉及电解液、隔膜的制备以及电池整体制造,产业下游的应用场景主要分动力和储能两大领域。
原材料成本:据《钠离子科学与技术》一书中的测算,钠离子电池的原材料占电芯成本的60%,人工成本占14%,设备折旧成本占13%。与锂离子电池不同的是,钠离子电池的原材料成本中正极材料成本占比下降到了32%,其主要原因是钠盐比锂盐的价格更为低廉。
钠离子电池上游根据主要分成六个板块。主要分成正极材料、负极材料、纯碱、铝箔、隔膜和电解液几类。其中正极材料与锂电池区别最大,而隔膜与电解液则与锂离子电池差距较小,复用率较高。正极材料差异较大,竞争格局尚未定论。
和锂离子电池正极技术路线基本确定不同,目前钠离子电池相关的正极材料超100种,技术路线尚处于演进中。
1、正极材料方面:钠电池多种正极材料选择催生了三种技术路线。由于钠离子电池发展时间较短,正负极材料的选择范围也较为广泛。目前,层状金属氧化物是比较主流的正极材料,合成简单,但是原料相对更贵。
中科海钠、钠创新能源都是使用这类正极材料,其中中科海钠与华阳股份深度合作,使用的是铜锰铁钠氧化物,而浙江医药参股的钠创新能源采用的正极材料则是铁酸钠;
而宁德时代的钠电池正极材料为普鲁士白(亚铁氰化亚铁),其普鲁士白材料体系的特点是合成简单但质量把控较难;
此外,国外用的比较多的正极材料是复磷酸钒钠,优势是循环性能好,缺点是能量密度小,钒贵且有毒,目前国内暂没有团队用该材料。
2、负极材料方面以碳类等为主:由于钠离子无法像锂离子一样在石墨层间自由穿梭,因此钠离子电池的负极材料不再是石墨,而是有碳类(硬碳、软碳等)、合金类(Sn、Sb 等)、过渡金属氧化物、钠-过渡金属磷酸盐(NaTiOPO4)等,其中无定形碳(包括软碳和硬碳)是目前市场上最有商业化潜能的负极材料,中科海钠开发出了无烟煤基无定形碳材料,对无烟煤进行粉碎碳化后使用;宁德时代也开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,与软碳区别不大。
3、集流体方面:钠离子电池选择的是成本更为低廉的铝箔。锂电池以石墨为负极,由于铝制集流体在低电位下易与锂发生合金化反应而被消耗,因此锂电池负极集流体为铜箔,而钠离子电池在更换负极材料后则没有这个担忧,因此可以选择铝箔为正负极集流体。
4、电解液方面:钠电池采用六氟磷酸钠作为电解液中的钠盐。电解液在钠离子电池中起到传导钠离子的作用,一般由钠盐、溶剂和添加剂组成,其中钠盐是钠离子的主要提供者。钠离子电池电解质可以分为液体电解质、固液复合电解质和固体电解质三大类,其中液体电解质又分为水系电解质、有机液体电解质和离子液体电解质。
上市公司积极布局钠离子电池,覆盖正极负极等多个生产环节:目前已有多家上市公司存在钠离子电池产业链相关布局,包括电芯电池、正极材料、负极材料、电解液、隔膜、补钠技术、电池生产设备等各个环节。电芯方面,三峡能源与中科海钠合作已建成全球首条1GWh 级规模化生产线;正极材料方面,振华新材已具备层状氧化物材料千吨级生产能力;容百科技也已具备吨级生产能力,正与下游客户继续合作开发。负极材料方面,杉杉股份的硬碳石墨复合材料已进入中试阶段。
$云天化(SH600096)$$TCL中环(SZ002129)$$国电电力(SH600795)$
标签: 钠电池