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国内钠离子电池产业链及相关企业布局情况

发布者:【浩博电池资讯】 发布时间:2022-07-23 18:07:44 点击量:454

浩博电池网讯:钠离子电池最早由ARMAND团队于20世纪80年代提出,在90年代经过产业化推广得到技术应用。钠离子电池本质是在充放电过程中由钠离子在正负极间嵌入脱出实现电荷转移、而锂离子电池是通过锂离子在正负间移动来进行电荷转移,工作原理实质上相同的。


1)钠离子电池优势:资源丰富


钠元素在地壳中丰度为2.3%,位居所有元素第六位,显著高于锂元素的0.0017%。同时,钠元素以盐的形式广泛存于陆地与海洋中,获取便捷度高。


2)钠离子电池优势:成本低


钠离子电池成本优势主要体现在:


1)钠盐替换锂盐。金属钠价格为1.9万元/吨、碳酸钠价格为0.3万元/吨,显著低于金属锂的298万元/吨、碳酸锂的48.4万元/吨,原材料价格更为低廉。


2)铝箔替换铜箔。假设铜箔价格为11万元/吨、铝箔价格为4万元/吨,假设1GWh锂电池需要622吨铜箔、400吨铝箔,1GWh钠离子电池需要800吨铝箔,那么锂电池单Wh集流体成本为0.084元、钠电池单Wh集流体成本为0.032元,成本下降0.052元/Wh。


3)石墨负极有望更换为无烟煤降低成本。根据中科海钠数据,钠离子电池材料成本约0.37元/Wh,显著优于磷酸铁锂和三元锂电池体系。


3)钠离子电池优势:安全性高


钠离子电池具有更为优异的安全性能:


钠离子电池内阻高,在电池短路时电路中电流更低,瞬间发热更少。


锂的标准电极电位更负,在水溶液里表现为比钠更容易失电子,因而钠离子电池具有更高的稳定性。


钠离子电池经历短路、针刺、挤压等测试后,无起火、无爆炸。锂离子电池存在过放电的问题,会造成铜箔等集流体溶解、电池容量不可逆衰减;而钠离子电池无过放电情况,正极可以放电至0V而不影响后续使用,进而使得电池在储存运输过程中更具安全性。同时,钠电池在热失控时容易钝化失活,因而安全测试表现更优。


4)钠离子电池优势:低温性能佳&倍率性能好


倍率性能优异:钠离子溶剂化能低于锂离子,界面离子扩散能力强,且钠离子斯托克斯半径小,相同浓度电解液情况下较锂盐电解液离子电导率更高,快充性能更好。根据宁德时代数据,钠离子电池能够在15min内充电至80%,中科海钠则提出其电池能够在12min内充电至90%,充电速度均明显优于正常状态下锂离子电池30min充电80%的充电速度。


低温性能优异:钠离子离子电导率高,电解液的浓度要求更低,低温时电解液粘度比锂离子电池更低,电池整体性能更为优异。钠离子电池正常工作温度范围在-40℃-80℃,部分产品在-20℃下容量保持率能够达到88%,显著优于磷酸铁锂60-70%左右的容量保持率。


5)钠离子电池不足:循环寿命、能量密度尚有改善空间


循环寿命:钠离子电池现在整体循环寿命在2000次左右,比磷酸铁锂电池表现略差,相较于部分用于储能领域的循环寿命超5000次的磷酸铁锂电池而言仍有一定差距。


能量密度:钠创新能源钠离子电芯能量密度超130Wh/kg,立方新能源产品电芯能量密度为140Wh/kg,中科海钠产品能量密度为145Wh/kg,仍有进一步优=化的空间;宁德时代最新第二代钠电池设计能量密度可达到200Wh/kg。


国内钠离子电池产业链


钠离子电池环节主要电池企业


国内企业里,中科海钠、立方新能源等企业均已实现量产,宁德时代等企业也在积极推进钠离子电池产业化,蜂巢能源、亿纬锂能、国轩高科、欣旺达、派能科技等传统锂离子电池企业也已具备相关技术布局。


国外企业中,英国Faradion起步早、积淀深,美国NatronEnergy、瑞典Altris等也在加速推进量产进程。


钠离子电池环节主要正极企业


钠离子电池正极材料布局方面,容百科技已具备初步量产能力,振华新材已开始进行相关产能建设,当升科技、格林美、广东邦普等均具有相关专利布局,并且积极推进产业化进程。


负极材料主要企业及研发进展


负极材料布局方面,中科海钠以无烟煤作为前驱体制备软碳材料,宁德时代开发出了具有独特孔隙结构的硬碳材料,贝特瑞目前能量产硬碳、软碳材料;璞泰来、翔丰华目前正在推进中试工作。


电解液主要企业及研发进展


电解液方面布局方面,钠创新能源目前已有5000吨电解液投产,预计未来3-5年内会建设配套8万吨正极材料的电解液产线;多氟多目前已有千吨六氟磷酸钠生产能力,同时NaFSI已经研发成功;天赐材料、新宙邦、石大胜华、永太科技目前正在推进中。


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  • 高性能

    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
    撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。

  • 高可靠

    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
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    符合国军标要求。

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