寧德時代正式發(fā)布鈉離子電池！能與鋰電池集成混用2021-07-30 08:08
今日，寧德時代正式發(fā)布鈉離子電池，曾毓群稱：“鈉離子電池在低溫性能、快充以及環(huán)境的適應(yīng)性等方面擁有獨特的優(yōu)勢，與鋰離子電池相互兼容互補(bǔ)，所以多元化的技術(shù)路線也是我們這個產(chǎn)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的重要保障”。
寧德時代開發(fā)的第一代鈉離子電池有以下這些主要的性能指標(biāo)：
電芯單體能量密度已經(jīng)達(dá)到了160Wh／kg，
常溫下充電15分鐘，電量就可以達(dá)到80％，
在零下20°C低溫的環(huán)境下，有90％以上的放電保持率，
在系統(tǒng)集成效率方面，可以達(dá)到80％以上。
寧德時代研究院副院長黃起森博士稱，鈉離子電池在熱穩(wěn)定性方面，已經(jīng)超越了國家動力電池強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
總體來看，第一代鈉離子電池的能量密度略低于目前的磷酸鐵鋰電池，但是，在低溫性能和快充方面，具有明顯的優(yōu)勢，特別是在高寒地區(qū)高功率應(yīng)用場景。
除此之外，在電池系統(tǒng)集成方面，寧德時代還開發(fā)了AB電池解決方案，可以實現(xiàn)與鋰離子電池的集成混合共用。
將鈉離子電池與鋰離子電池同時集成到同一個電池系統(tǒng)里，將兩種電池按一定的比例和排列進(jìn)行混搭、串聯(lián)、并聯(lián)、集成，通過BMS的精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制，這樣可以實現(xiàn)取長補(bǔ)短，既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板，也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能的優(yōu)勢。這樣的鋰－鈉電池系統(tǒng)就能適配更多應(yīng)用場景。
黃起森介紹說，鈉的化學(xué)性質(zhì)，電池工作原理都和鋰非常相似，它在元素周期表里屬于同一主族，電池工作原理都是搖椅式。鈉的地殼元素含量排名第六，這就意味著它的資源非常的豐富，那與小巧的鋰離子一對比，鈉離子它就是一個大胖子，它更大。這就意味著在電池的運行過程中，鈉離子在材料中的嵌入和脫出，對材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動力學(xué)提出了更高的要求。
鈉離子電池在正極材料方面，目前具有潛在商業(yè)化價值的有普魯士白和層狀氧化物兩類材料，它們的克容量已經(jīng)達(dá)到了160mAh／g，與現(xiàn)有的鋰離子電池正極材料相當(dāng)。
寧德時代構(gòu)建了高通量材料集成計算平臺，能夠在原子級別上對材料進(jìn)行了模擬計算和設(shè)計仿真。在前人的研究的基礎(chǔ)上，寧德時代對材料的體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排，對材料表面進(jìn)行重新的設(shè)計，解決了材料在循環(huán)過程中容量快速衰減這一世界性的難題，使創(chuàng)新的材料具備了產(chǎn)業(yè)化的條件。
在負(fù)極材料方面，由于鈉離子無法像鋰離子一樣在石墨層間自由的穿梭，寧德時代開發(fā)了能夠讓大量的鈉離子存儲和快速通行、具有獨特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，這種硬碳材料克容量可達(dá)350mAh／g以上，還具備優(yōu)異的循環(huán)性能，那整體性能指標(biāo)與現(xiàn)有的石墨是相當(dāng)?shù)摹?br />
在電解液方面，寧德時代開發(fā)了適配這樣的正極負(fù)極材料的新型獨特電解液體系，在制造工藝方面可以與目前的鋰離子電池制造工藝和設(shè)備相兼容。
黃起森稱，寧德時代的下一代鈉離子電池能量密度將突破200Wh／kg。進(jìn)入TWh時代，如同30年前的鋰離子電池，鈉離子電池將開辟出一條新的商業(yè)化電池路線，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈，寧德時代，已經(jīng)開始進(jìn)行鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化布局，計劃于2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。
寧德時代開發(fā)的第一代鈉離子電池有以下這些主要的性能指標(biāo)：
電芯單體能量密度已經(jīng)達(dá)到了160Wh／kg，
常溫下充電15分鐘，電量就可以達(dá)到80％，
在零下20°C低溫的環(huán)境下，有90％以上的放電保持率，
在系統(tǒng)集成效率方面，可以達(dá)到80％以上。
寧德時代研究院副院長黃起森博士稱，鈉離子電池在熱穩(wěn)定性方面，已經(jīng)超越了國家動力電池強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
總體來看，第一代鈉離子電池的能量密度略低于目前的磷酸鐵鋰電池，但是，在低溫性能和快充方面，具有明顯的優(yōu)勢，特別是在高寒地區(qū)高功率應(yīng)用場景。
除此之外，在電池系統(tǒng)集成方面，寧德時代還開發(fā)了AB電池解決方案，可以實現(xiàn)與鋰離子電池的集成混合共用。
將鈉離子電池與鋰離子電池同時集成到同一個電池系統(tǒng)里，將兩種電池按一定的比例和排列進(jìn)行混搭、串聯(lián)、并聯(lián)、集成，通過BMS的精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制，這樣可以實現(xiàn)取長補(bǔ)短，既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板，也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能的優(yōu)勢。這樣的鋰－鈉電池系統(tǒng)就能適配更多應(yīng)用場景。
黃起森介紹說，鈉的化學(xué)性質(zhì)，電池工作原理都和鋰非常相似，它在元素周期表里屬于同一主族，電池工作原理都是搖椅式。鈉的地殼元素含量排名第六，這就意味著它的資源非常的豐富，那與小巧的鋰離子一對比，鈉離子它就是一個大胖子，它更大。這就意味著在電池的運行過程中，鈉離子在材料中的嵌入和脫出，對材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動力學(xué)提出了更高的要求。
鈉離子電池在正極材料方面，目前具有潛在商業(yè)化價值的有普魯士白和層狀氧化物兩類材料，它們的克容量已經(jīng)達(dá)到了160mAh／g，與現(xiàn)有的鋰離子電池正極材料相當(dāng)。
寧德時代構(gòu)建了高通量材料集成計算平臺，能夠在原子級別上對材料進(jìn)行了模擬計算和設(shè)計仿真。在前人的研究的基礎(chǔ)上，寧德時代對材料的體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排，對材料表面進(jìn)行重新的設(shè)計，解決了材料在循環(huán)過程中容量快速衰減這一世界性的難題，使創(chuàng)新的材料具備了產(chǎn)業(yè)化的條件。
在負(fù)極材料方面，由于鈉離子無法像鋰離子一樣在石墨層間自由的穿梭，寧德時代開發(fā)了能夠讓大量的鈉離子存儲和快速通行、具有獨特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，這種硬碳材料克容量可達(dá)350mAh／g以上，還具備優(yōu)異的循環(huán)性能，那整體性能指標(biāo)與現(xiàn)有的石墨是相當(dāng)?shù)摹?br />
在電解液方面，寧德時代開發(fā)了適配這樣的正極負(fù)極材料的新型獨特電解液體系，在制造工藝方面可以與目前的鋰離子電池制造工藝和設(shè)備相兼容。
黃起森稱，寧德時代的下一代鈉離子電池能量密度將突破200Wh／kg。進(jìn)入TWh時代，如同30年前的鋰離子電池，鈉離子電池將開辟出一條新的商業(yè)化電池路線，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈，寧德時代，已經(jīng)開始進(jìn)行鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化布局，計劃于2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。
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