电池一直是电动汽车的核心部件之一,锂电池的容量、稳定性和充电问题一直是行业难题。尤其是低温和充电问题。但是最近宁德时代召开了一次新闻发布会,称钠离子电池的低温和充电问题已经得到解决。
今年,宁德时代新能源科技有限公司成功举办了首次在线发布会,董事长曾毓群博士发布了宁德时代的第一代钠离子电池。与目前主流锂电池相比,钠离子电池的到来可以说是一场革命。未来钠离子电池的大规模应用也摆脱了电池行业对锂金属的依赖。
据悉,钠离子电池的工作原理理类似于锂离子电池,都是摇椅式。钠离子在正负极之间嵌入脱离,实现电荷转移。
然而,与锂离子相比,钠离子体积更大,对材料结构的稳定性和动力性能有更严格的要求。
宁德时代多年来深入研究开发钠离子化学体系材料:在正极材料方面,宁德时代采用克容量高的普鲁士白材料,创新地重新排放材料体相结构,解决了普鲁士白在循环过程中容量迅速衰减的核心问题
就负极材料而言,钠离子不能像锂离子那样在石墨之间自由穿梭。宁德时代开发了一种硬碳材料,它能使大量的钠离子储存和通过,具有独特的孔隙结构,具有克容量高,易脱嵌,循环性好等特点。
在电解液方面,宁德时代开发了一种能适应当前新型正极、负极材料的电解液系统。在过程中,钠离子电池可与当前锂离子电池生产过程和设备兼容。
在材料系统的一系列突破下,宁德时代开发的第一代钠离子电池具有能量密度高、充电倍率高、热稳定性好、低温性能好、集成效率高等优点。
它的核心单体能量密度高达160Wh/kg,这也是目前世界上最高的水平。在热稳定性方面,钠离子电池远远超过国家标准。
总的来说,钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池,但钠离子电池在寒冷地区、快速充放电和高放电功率方面表现更好,优势明显。
常温下充电15分钟,功率可达80%以上;在-20℃的低温环境下,放电保持率也在90%以上;系统集成效率可达80%以上;
此外,在电池系统集成方面,宁德时代还开发了AB电池解决方案,可以实现钠离子电池和锂离子电池的集成共享。
将两种电池集成到同一个电池包中,按一定比例和排列混合,串联、并联、集成,通过BMS的正确算法进行不同电池的平衡控制,实现两者电池性能的优缺点。
它不仅弥补了钠离子电池现阶段能量密度的不足,而且充分发挥了其高功率和低温性能的优势。这种钠锂电池系统可以应用于更复杂的场景。
当前,宁德时代已经启动了钠离子电池的产业化布局,基本产业链将于2023年形成。宁德时代表示,欢迎有关研究机构、上游材料供应商和下游电池应用端共同参与,电子谷也高度关注这一进展,在加快钠离子电池产业链的完善与发展的道路上合作共行。