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【副会长】宁德时代发布第一代钠离子电池
作者:宁德时代 时间:2021-7-31 9:01:00 

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近日,全国工商联新能源商会副会长单位宁德时代举行了首场线上发布会,董事长曾毓群博士发布了宁德时代的第一代钠离子电池,同时,创新的锂钠混搭电池包也在发布会上首次亮相。

作为宁德时代创新技术产业化的又一里程碑式成果,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,推动“碳中和”目标早日实现。

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01 突破钠离子电池技术瓶颈

随着“碳中和”成为全球共识,新能源产业已进入到多层次、多类型、多元化发展阶段,愈发细分的市场对电池提出了差异化的需求;同时,世界范围内对于电池基础材料的研发速度正在加快,这为钠离子电池的产业化打开了双向窗口。

钠离子电池有着与锂离子电池相似的工作原理,主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。

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然而,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,这也成为钠离子电池迟迟难以商用的瓶颈。

宁德时代多年来深耕钠离子化学体系材料的研发:在正极材料方面,宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料,创新性地对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题。

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在负极材料方面,宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性。

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基于材料体系的一系列突破,宁德时代研发的第一代钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。

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其电芯单体能量密度高达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;热稳定性远超国家强标的安全要求。

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第一代钠离子电池既可应用于各种交通电动化场景,尤其在高寒地区具有突出优势,又可灵活适配储能领域全场景的应用需求。

02 四大创新支撑三大方向

打造世界一流的创新科技公司,为人类新能源事业做出卓越贡献,是宁德时代的愿景。为此,宁德时代在三大战略发展方向上不懈努力:一是,以可再生能源发电和储能,替代固定式化石能源;二是,以动力电池助力电动车发展,替代移动式化石能源;三是以电动化+智能化的集成应用创新,加快各领域的新能源替代进程。

作为三大发展方向的支撑,宁德时代形成了材料与化学体系、系统结构、极限制造、商业模式四大创新体系,形成从前沿基础研究,到产业化应用,再到大规模商业化的快速转化能力。

材料与化学体系的基础研究是关键。宁德时代董事长曾毓群表示,有人认为电池的化学体系已很难创新,只能在物理结构上做些改进。“但我们认为,电化学的世界,就像能量魔方,未知远远大于已知,我们乐此不疲地探索着其中的奥秘。”

曾毓群介绍,宁德时代构建了高通量材料集成计算平台,在原子级别对材料进行模拟计算和设计仿真,凭借对原理的深刻理解,借助先进的算法和强大的算力,寻找各种材料基因的结合点,开发出更适合钠离子电池的各类材料,推动其进入产业化的快速通道,并不断迭代。下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。

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在系统创新方面,宁德时代在电池系统集成方面另辟蹊径,开发了AB电池系统解决方案,即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭,集成到同一个电池系统里,通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。AB电池系统解决方案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、低温性能好的优势。以此系统结构创新为基础,可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。

03 多维布局推动钠离子电池产业化

在发布会上,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、工艺的完美兼容,产线可进行快速切换,完成产能快速布局。目前,宁德时代已启动相应的产业化布局,2023年将形成基本产业链。

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宁德时代表示,欢迎相关研究机构、上游材料供应商和下游电池应用端一起参与,共同加速钠离子电池产业链的完善和发展。

曾毓群认为,“碳中和”催生了万亿瓦时级的电池需求,推动了新能源产业蓬勃发展,新的应用场景不断产生,给了不同技术施展的舞台。多元化的技术路线,也将助力产业长期稳定发展。

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来源:宁德时代

 

来源:宁德时代
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