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2022年鈉離子電池發(fā)展紀(jì)要

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2023-02-02 10:03

1.中國工程院院士陳立泉:1)由于鋰資源有限,不能同時(shí)滿足電動(dòng)汽車和電能存儲(chǔ)的需求,鈉離子電池必將成為下一代電動(dòng)車輛和儲(chǔ)能的電池。2)當(dāng)前鈉離子電池尚處于推廣期,隨著產(chǎn)業(yè)鏈的完善、技術(shù)成熟度的提高和規(guī)模效應(yīng),鈉離子電池的成本有望低于磷酸鐵鋰電池20%以上,為大規(guī)模的推廣納離子電池創(chuàng)造了有利的條件。
 
2.工業(yè)和信息化部電子信息司基礎(chǔ)處處長金磊:電子司將匯總有關(guān)部門,針對(duì)新型電池也包括鈉離子電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)化,重點(diǎn)做好以下工作。第一,加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì),盡快發(fā)布實(shí)施關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見,針對(duì)鋰電、鈉電等新型電池,健全產(chǎn)業(yè)政策,引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)要支持綜合協(xié)同發(fā)展。第二,我們要繼續(xù)支持和引導(dǎo)鈉離子電池加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化,特別是要加強(qiáng)生產(chǎn)工藝的突破,促進(jìn)批量生產(chǎn)和規(guī)模應(yīng)用,并通過對(duì)上游材料、工藝設(shè)備等環(huán)節(jié)的提前布局,促進(jìn)全鏈協(xié)同發(fā)展。第三,要加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化引領(lǐng)。近期,電子司組織相關(guān)單位開展了我國首批鈉離子電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,包括鈉離子電磁術(shù)語和詞匯、鈉離子電磁符號(hào)和命名兩項(xiàng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。下一步我們也將繼續(xù)加快有關(guān)產(chǎn)品、材料以及上下游相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
 
3.國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)管理司信息技術(shù)與自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)處處長劉大山:1)我國鈉離子電池也逐步進(jìn)入規(guī)?;囼?yàn)示范階段,在低速電動(dòng)車儲(chǔ)能領(lǐng)域嶄露頭角,有部分企業(yè)已經(jīng)開始了小批量生產(chǎn),相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)也比較樂觀;2)當(dāng)前我國鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作處于起步階段,需要政府、企業(yè)和社會(huì)各界形成合力,統(tǒng)籌謀劃。一是需要系統(tǒng)把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,鼓勵(lì)開展基礎(chǔ)及相關(guān)試點(diǎn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定。二是超前謀劃研究建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系。三是推動(dòng)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)走向國際,助力產(chǎn)業(yè)領(lǐng)跑全球標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)世界互聯(lián)互通。
 
4.中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華:1)目前儲(chǔ)能規(guī)?;⑹袌?chǎng)化發(fā)展的時(shí)代已經(jīng)到來,正處在高速多場(chǎng)景規(guī)模發(fā)展的時(shí)期。2021年,我國新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模更是實(shí)現(xiàn)了74.5%的高增長率。根據(jù)我們的預(yù)測(cè),保守的場(chǎng)景下,2026年新型儲(chǔ)能總裝機(jī)將達(dá)到48.5GW,復(fù)合年均增長率為53.3%。理想場(chǎng)景下,總裝機(jī)將達(dá)到79.5 GW,復(fù)合年增長率為69.2%。2)儲(chǔ)能應(yīng)用百花齊放,多場(chǎng)景發(fā)展。得益于政策機(jī)制,我國新興儲(chǔ)能已經(jīng)初步形成了電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)多元化發(fā)展的局面。在電力生產(chǎn)與消費(fèi)的多個(gè)環(huán)節(jié),催生了獨(dú)衛(wèi)儲(chǔ)能、風(fēng)儲(chǔ)、光儲(chǔ)、工商業(yè)儲(chǔ)能等30個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。3)新興儲(chǔ)能的大規(guī)模時(shí)代到來。越來越多的項(xiàng)目采取了獨(dú)立儲(chǔ)能、共享儲(chǔ)能的模式,百兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能項(xiàng)目不斷出現(xiàn),甚至 Gw級(jí)的項(xiàng)目也開始進(jìn)入應(yīng)用之列。僅在2021年,我國就有70余個(gè)百兆瓦的項(xiàng)目開始規(guī)劃建設(shè)。4)鈉電池可以說我國已經(jīng)取得了國際領(lǐng)先地位。
 
專題部分
 
1.國際國內(nèi)鋰鈉電池標(biāo)準(zhǔn)化最新動(dòng)態(tài)-中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院 何鵬林:第一部分是國內(nèi)的鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)展。第二個(gè)方面是國際的鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)化的工作的進(jìn)展,國際標(biāo)準(zhǔn)覆蓋基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和部分常見產(chǎn)品,對(duì)于鋰離子電池材料與關(guān)鍵部件、制造工藝與設(shè)備、新興產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)還未制定。如鋰離子電池材料、制造設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等,平板車、無人機(jī)、機(jī)器人電池等。第三個(gè)方面是鈉電池標(biāo)準(zhǔn)化的相關(guān)工作?!吨袊c離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2022年)》預(yù)測(cè),鈉離子理論市場(chǎng)空間到2026年將達(dá)到369.5GWh。鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)工作由工信部電子信息司負(fù)責(zé),目前基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)(已立項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)),材料標(biāo)準(zhǔn)(擬立項(xiàng)),電池產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(擬立項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn))
 
2.儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)-中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟 唐亮:1)電力系統(tǒng)技術(shù)特性發(fā)生變化,風(fēng)光占比提升,電網(wǎng)調(diào)控更加復(fù)雜,儲(chǔ)能是電力靈活性調(diào)整的關(guān)鍵技術(shù)之一。2)中國儲(chǔ)能進(jìn)入真正意義的規(guī)?;l(fā)展。2021年中國新型儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)規(guī)模5.73GW,2021年新增規(guī)模首次突破2GW,同增74.5%。截至22年9月底,中國已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)規(guī)模達(dá)50.3GW,新增7GW,同增36%,其中新型儲(chǔ)能累計(jì)規(guī)模6.6GW占比13.2%,同增78%,鋰電比重達(dá)到89.3%。2022年前三季度,中國新增投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模933.8MV/1911.0MWh,新增規(guī)劃、在建新增儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)模73.3GW/177.0GWh。3)儲(chǔ)能當(dāng)下面臨的問題:安全性與經(jīng)濟(jì)性。預(yù)計(jì)磷酸鐵鋰造價(jià)1800元/kWh 6000-10000次,三元2000元/kWh 3000次,鈉電2000元/kWh 4500次。4)22年1月29日《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出推動(dòng)多元化技術(shù)開發(fā)。開展鈉離子電池、新型鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池、壓縮空氣、氫(氨)儲(chǔ)能、熱(冷)儲(chǔ)能等關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備和集成優(yōu)化設(shè)計(jì)研究,集中攻關(guān)超導(dǎo)、超級(jí)電容等儲(chǔ)能技術(shù),研發(fā)儲(chǔ)備液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、金屬空氣電池等新一代高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)。
 
3.2022年開啟鈉離子電子產(chǎn)業(yè)化元年- 中國科學(xué)院物理研究所長三角物理研究中心 胡勇勝:1)21年6月7日,美國先進(jìn)電池聯(lián)盟發(fā)布“國家鋰電藍(lán)圖2021-2030”,指出,未來10年鋰電需求將增加5-10倍,對(duì)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行全面覆蓋,技術(shù)迭代方面目標(biāo)在25年量產(chǎn)低鈷或無鈷電池,2030年量產(chǎn)無鈷和無鎳鋰電池。22年6月8日美國白宮發(fā)布鋰電池供應(yīng)鏈審查報(bào)告,明確目前美國面臨缺乏上游資源加工、本土電池產(chǎn)能不足、缺乏熟練勞工等三大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。2)全球50%鋰資源在南美洲,中國80%鋰資源依靠進(jìn)口存在卡脖子風(fēng)險(xiǎn),鈉電支撐大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)可持續(xù)發(fā)展保證國家能源安全。3)鈉電材料/電芯產(chǎn)能布局及量產(chǎn)計(jì)劃企業(yè)有中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源、振華新材、容百科技、佰思格、永太科技等
 
4.鈉離子儲(chǔ)能電池的開發(fā)及安全性評(píng)估-湖南立方新能源 徐雄文:1)磷酸鐵鋰循環(huán)壽命長,對(duì)環(huán)境友好,但資源匱乏,且安全性能方面耐過充放性能需要考慮。2)鈉離子電池由于良好的資源優(yōu)勢(shì)是成為良好補(bǔ)充,同時(shí)由于它具有低成本、低溫好,也與鐵鋰相當(dāng)?shù)陌踩匦?。在?chǔ)能領(lǐng)域的話,具有非常巨大的潛力。3)鈉電正極:氧化物正極材料成本相當(dāng)于在5-10萬的鐵鋰層次,具體依賴于不同過渡金屬元素的量產(chǎn)。只有普魯士藍(lán)正極Wh成本低于5萬的磷酸鐵鋰。層狀氧化物正極目前普遍使用P2型,目標(biāo)是高容量穩(wěn)定的復(fù)合單晶材料,立方與材料合作開發(fā)已實(shí)現(xiàn)百噸級(jí)生產(chǎn)。4)20Ah NLO鈉離子電芯0.60元/wh原材料成本,正負(fù)極電解液隔膜其他占比分別為50%、17%、10%、10%、13%。20Ah LFP電芯0.75元/wh原材料成本,正負(fù)極電解液隔膜其他占比分別為61%、17%、12%、2%、8%。5)在安全性能上,熱穩(wěn)定性鈉電池優(yōu)于鐵鋰。鈉電高溫產(chǎn)氣主要為二氧化碳(正極),少量氫氣;鐵鋰高溫下產(chǎn)生氫氣(主要來著負(fù)極LiC6和溶劑反應(yīng))6)目前立方鈉電產(chǎn)品:a)方形鋁殼 72*173*207mm 210Ah 3.0V 循環(huán)壽命>3500次,b)鋼殼圓柱 型號(hào)1 32700 4.8Ah 3.0V,型號(hào)2 26700 3.0Ah 3.0V 循環(huán)壽命>1000次。
 
5. 磷酸鹽基(聚陰離子)鈉離子電池關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用-中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所 鄭瓊:1)磷酸鹽(與磷酸鐵鋰同類)具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、鈉擴(kuò)散快、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),是高穩(wěn)定性、高比功率、高安全性鈉離子電池優(yōu)先體系。2)公司產(chǎn)品:2021年Fe、Mn基磷酸鹽電芯能量密度>143wh/kg,6min快充,通過針刺。2022年Na4Fe3(PO4)2(P2O7)(NFPP)體系實(shí)現(xiàn)能量密度>101Wh/kg,12min快充,穩(wěn)定運(yùn)行330天。3)開發(fā)的磷酸鹽正極(10kg級(jí))提供給廣州天賜,華為瓦特實(shí)驗(yàn)室等開展研究,開發(fā)的電解液(10kg級(jí))提供給合作企業(yè),發(fā)展鐵/釩基磷酸鹽鈉電池體系,電芯(5-20Ah)能量密度100-145wh/kg。4)產(chǎn)品設(shè)計(jì)難點(diǎn):磷酸鹽正極的難點(diǎn)在克服電導(dǎo)率低和惰性鈉的問題。硬碳前驅(qū)體及制備工藝顯著影響結(jié)構(gòu)和性能。電解液溶劑化結(jié)構(gòu)調(diào)控實(shí)現(xiàn)高性能電解液設(shè)計(jì)。5)鐵系磷酸鹽鈉離子電池示范應(yīng)用:高能量密度>101Wh/kg,成本2.27萬元/t,循環(huán)性能>4000次。
 
6. 鈉離子電池重芯出發(fā)-興儲(chǔ)世紀(jì)科技股份有限公司 劉楊:1)全球知名的新能源智能微電網(wǎng)解決方案提供商,市場(chǎng)覆蓋國內(nèi)大部分區(qū)域以及海外的“一帶一路”沿線國家和歐洲地區(qū)、美洲國家,22年位列中國化學(xué)物理協(xié)會(huì)儲(chǔ)能企業(yè)創(chuàng)新力TOP30第24位(系統(tǒng)集成類企業(yè)第17位);2)2022年18650柱形電池和大尺寸電池試產(chǎn)驗(yàn)證,2023年50-200Ah鋁殼電池試產(chǎn),鈉電池GWh產(chǎn)業(yè)化。
 
7. 攜手鈉電產(chǎn)業(yè)鏈,共贏能量新時(shí)代-寧德時(shí)代 黃起森:1)預(yù)計(jì)動(dòng)力市場(chǎng)2030年4.8Twh(滲透率2030/50年62%、100%),儲(chǔ)能25/30年416、1032gwh。2)鈉離子電池低溫強(qiáng)-20°保持90%、安全好、集成高突破80%、來源廣。3)在乘用車應(yīng)用方面,可以面向65%車端市場(chǎng)。鈉離子電池普遍可以滿足續(xù)航400公里以下的車型需求,寧德時(shí)代則通過首創(chuàng)的AB電池系統(tǒng)集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)鈉鋰混搭,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),提高電池系統(tǒng)的能量密度,使鈉離子電池應(yīng)用有望擴(kuò)展到500公里續(xù)航車型。4)寧德時(shí)代第一代鈉電電芯160wh/kg,第二代>200wh/kg。5)鈉電標(biāo)準(zhǔn)可參照鋰電,但需要考慮鈉電材料、產(chǎn)品、特性、應(yīng)用等。
 
8. 鈉離子電池硬碳負(fù)極負(fù)極材料及其界面- 北京理工大學(xué) 白瑩:1)高性能負(fù)極材料是實(shí)現(xiàn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵之一,但其目前存在的問題包括首周庫倫效率低、倍率性能較差、循環(huán)穩(wěn)定性較差,可通過表面改性提升首周庫倫效率,電解液及界面優(yōu)化改善倍率性能;2)硬碳在醚基電解液中倍率性能明顯優(yōu)于酯基電解液,1 A/g電流密度下,硬碳在醚基電解液中循環(huán)3000周后,比容量為203.2 mAh/g,酯基電解液中比容量108.1 mAh/g;3)醚基電解液具有更高的溶劑化Na+傳輸速率,有利于形成較薄的SEI膜,該SEI膜具有較低的界面阻抗,有利于鈉離子快速通過SEI膜傳輸,硬碳在醚基電解液中是Na+/溶劑化Na+共嵌入的儲(chǔ)鈉機(jī)理,表現(xiàn)為贗電容儲(chǔ)鈉行為,具有更高的Na+擴(kuò)散系數(shù)。
 
9.鈉離子電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展-中科海鈉 李樹軍:1)中科海納成立于2017年,是中國首家專注于鈉離子電池企業(yè),核心團(tuán)隊(duì)包括陳立泉院士、胡勇泉(董事長)、李泓、唐堃,公司鈉電技術(shù)路線正極選用銅基層狀氧化物,負(fù)極選用煤基碳材料。2)公司總部位于北京,江蘇溧陽為研發(fā)基地,山西太原為正負(fù)級(jí)材料生產(chǎn)基地,安徽阜陽和山西陽泉為電芯生產(chǎn)基地。材料方面,2022年3月一期年產(chǎn)各2千噸正負(fù)極材料線已建設(shè)完成并運(yùn)行半年,2023年預(yù)計(jì)完成二期2萬噸正極/1萬噸負(fù)極材料線建設(shè)并投產(chǎn),2024年完成10萬噸正極/5萬噸負(fù)極材料線建設(shè)并投產(chǎn)。電芯方面,2022年9月安徽阜陽產(chǎn)線投產(chǎn)一期鈉電產(chǎn)能為1GWh,2023年將安徽阜陽產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)至3-5GWh,2024年與客戶合作擴(kuò)產(chǎn)產(chǎn)能10GWh以上。3)公司目前正極材料克容量為130mAh/g,負(fù)極材料克容量為320mAh/g(扣除首次效應(yīng)),電池體積能量密度為280wh/L,2023年體積能量密度有望達(dá)到330wh/L,2024年有望達(dá)到360 wh/L與磷酸鐵鋰電池持平。目前電池循環(huán)次數(shù)為3000-4000次,后續(xù)有望提升至10000次。公司中/大尺寸圓柱電芯和方形電芯為主要產(chǎn)品。
 
10.儲(chǔ)能用聚陰離子型鈉離子電池-珈鈉能源/武漢大學(xué) 曹余良:1)鈉離子電池優(yōu)勢(shì)為無資源限制、安全性高、成本低、費(fèi)率性能好、低溫性能好、零電儲(chǔ)存和運(yùn)輸,劣勢(shì)為能量密度低、產(chǎn)業(yè)鏈不完善。鈉電正極材料分為聚陰離子、層狀氧化物、普魯士藍(lán)/白,聚陰離子成本低,循環(huán)次數(shù)高但能量密度低;層狀氧化物能量密度高,但含有鎳或銅成本較高且安全性較低;普魯士藍(lán)/白能量密度高、成本低,但結(jié)晶水問題難以解決。2)聚陰離子鐵基磷酸鹽的體系中,當(dāng)鐵磷比例為3:4時(shí),高溫穩(wěn)定性較好,具有較高比容量,循環(huán)次數(shù),安全性和倍率性能,鐵基硫酸鹽體系與其類似。3)武漢大學(xué)從2009年開始研究生物質(zhì)硬碳,2012年提出了“斜坡吸鈉,平臺(tái)嵌鈉”原理,2022年提出了“吸附-嵌入/填充“新機(jī)理,負(fù)極克容量達(dá)到362mAh/g,首次效率達(dá)到86%以上,目前研發(fā)的新負(fù)極材料克容量達(dá)到420mAh/g。4)珈鈉能源的負(fù)極材料分為三種路線,第一條路線為低成本的硬碳材料,價(jià)格為1萬元左右,克容量為250-300mAh/g,第二條為高容量的硬碳材料,價(jià)格為4-6萬元,克容量為300-350mAh/g,第三條為目前實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的硬碳材料,價(jià)格為8萬元,克容量為420mAh/g。5)公司鈉電產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)為高安全、高倍率、長循環(huán)、強(qiáng)低溫,可在完美代替鉛酸電池并與磷酸鐵鋰電池形成互補(bǔ)。
 
11.低成本高安全鈉離子電池-溫州大學(xué) 侴術(shù)雷:1)鈉離子電池普魯士藍(lán)路線主要使用鐵錳基材料,鐵錳基普魯士藍(lán)理論能量密度與磷酸鐵鋰接近,但其結(jié)晶水問題難以解決。2)結(jié)晶水的存在會(huì)提升鈉電的電壓平臺(tái),并且會(huì)導(dǎo)致電池產(chǎn)氣。3)通過加熱除去結(jié)晶水可以提升電池循環(huán)性能、容量保持率、倍率性能,鐵系普魯士藍(lán)價(jià)格為磷酸鐵鋰價(jià)格的1/3,錳鋰電池的1/2。
 
12.氟磷酸釩鈉鈉離子電池正極材料研發(fā)與應(yīng)用-西安交通大學(xué) 丁書江:1)氟磷酸釩鈉的優(yōu)勢(shì)為高充放電電位平臺(tái)、較高能量密度(500Wh/kg)、高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、高離子電導(dǎo)率-快鈉離子導(dǎo)體;劣勢(shì)為低電子電導(dǎo)率、合成過程F元素流失。2)針對(duì)氟元素流失問題,團(tuán)隊(duì)研發(fā)了快速燒結(jié)技術(shù),可以有效提高材料一次顆粒尺寸和電子電導(dǎo)率,大幅提高了材料的容量,倍率和循環(huán)穩(wěn)定性等綜合儲(chǔ)鈉特性,該材料平均放電電壓可達(dá)>3.9V,能量密度大于450 Wh/kg,循環(huán)壽命達(dá)到3000圈,可以實(shí)現(xiàn)公斤級(jí)小試量產(chǎn)。4)團(tuán)隊(duì)同時(shí)研發(fā)了單晶型氟磷酸釩鈉,有效減少了材料表面SEI膜生長,表面離子溶解和結(jié)構(gòu)退化現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)材料的高容量倍率和超長循環(huán)壽命等綜合儲(chǔ)鈉特性,首圈效率大于95%;1C倍率首圈容量124.6 mAh/g,循環(huán)2000圈保持率高達(dá)95.6%;10C首圈容量106.3 mAh/g,循環(huán)5000圈保持率達(dá)到87%。
 
13.高容量鈉電硬炭負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化研究-佰思格 李響:1)佰思格是國內(nèi)首家量產(chǎn)納電硬碳材料的公司,產(chǎn)品性能明顯優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品,售價(jià)為進(jìn)口產(chǎn)品的一半,公司創(chuàng)始人謝皎和王瑨具有15年以上的電池研究經(jīng)驗(yàn)。公司已經(jīng)經(jīng)歷了6輪的融資,目前估值為20億。2)硬炭是鈉離子電池唯一可用的負(fù)極材料,材料的需求大于30萬噸/年。目前硬碳需要解決的問題為生物質(zhì)原料的篩選與預(yù)處理、研究微觀結(jié)構(gòu)及構(gòu)效關(guān)系、中試放大、批次一致性驗(yàn)證、生產(chǎn)線建設(shè)。3)生物質(zhì)原料主要分為三大類:生物質(zhì)、有機(jī)聚合物、化石燃料,我們需要選擇成本低廉、產(chǎn)碳率較高、灰分含量低的原料。4)佰思格目前擁有YHC-2、NHC-2、NHC-330三款硬碳產(chǎn)品,YHC-2、NHC-2孔隙較大,比容量為290-300mAh/g,首次效率為88-90%;NHC-330比容量為330-350mAh/,首次效率為90-92%,將于2022年12月實(shí)現(xiàn)千噸量產(chǎn);三代產(chǎn)品NHC-360于2022年Q3在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)成功,比容量為360-380mAh/g,首次效率為90-92%,目前處于中試階段中。
 
14.硬炭材料及其性能結(jié)構(gòu)調(diào)控-廈門大學(xué) 鄭志峰:1)石墨的儲(chǔ)鈉能力較差,硬碳由于具有較低的嵌鈉平臺(tái)(0.1V)和較高的比容量( 300-400mAh/g ),且來源豐富,將成為替代石墨的新選擇,尤其是在冷啟動(dòng)和快速充電時(shí)更明顯。2)硬碳負(fù)極材料主要包括樹脂碳類(如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等)、有機(jī)聚合物熱解碳類(如PFA、PVC、PVDF等)、炭黑類、生物質(zhì)碳類等,全球范圍內(nèi),技術(shù)較為成熟、處于領(lǐng)先地位的硬碳負(fù)極材料生產(chǎn)企業(yè)主要集中在日本。3)現(xiàn)階段研究中以生物質(zhì)、人工合成樹脂及瀝青基為前驅(qū)體制備硬碳負(fù)極材料居多,但是生物質(zhì)原料差異導(dǎo)致硬碳材料性能不穩(wěn)定;酚醛樹脂高成本問題,制約產(chǎn)業(yè)化;瀝青基前驅(qū)體因原料價(jià)格適中,制備得到的無定型硬碳結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可逆比容量相對(duì)較高。4)未來可通過結(jié)構(gòu)工程-離子擴(kuò)散路徑調(diào)控、缺陷工程-電子結(jié)構(gòu)調(diào)控、表面工程-物理化學(xué)性質(zhì)調(diào)控、預(yù)鈉化提升負(fù)極材料性能。
 
15.鈉離子電池匹配電解液開發(fā)的思考-新宙邦 劉中波:1)鈉離子電池具有倍率性能好、低溫性能好、成本低、資源安全等優(yōu)點(diǎn),在儲(chǔ)能、低速車、工業(yè)電池等領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。2)同樣的溶劑和摩爾濃度,鈉電池電解液鹽相比于鋰電池電解液鹽導(dǎo)電率持平,低溫粘度、色度和濁度更優(yōu),閃點(diǎn)更高、穩(wěn)定性更好。3)層狀氧化物/硬碳體系技術(shù)成熟度較高,與現(xiàn)有工藝體系兼容,是最快導(dǎo)入應(yīng)用的體系之一,但其循環(huán)性能差、產(chǎn)氣大。鈉離子電池電解液設(shè)計(jì)需要考慮,在正極方面,高鎳正極類似的需求、堿度耐受和提升正極穩(wěn)定要求更高;在負(fù)極方面,超級(jí)電容器和石墨雙重借鑒、斜坡區(qū)與平臺(tái)區(qū)容量的雙重考慮;在SEI膜方面,SEI膜的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的認(rèn)知、電解液調(diào)控SEI膜的手段。4)公司主要開發(fā)了幾種電解液的解決方案,以傳統(tǒng)碳酸酯溶劑和鈉鹽添加劑組合,通過配方優(yōu)化可以抑制正極與電解液的副反應(yīng),提升SEI膜的穩(wěn)定性,循環(huán)壽命可提升一倍以上;研發(fā)新的溶劑,使得循環(huán)壽命和容量保持率得到較大的提升;研發(fā)新的添加劑,一方面在正極側(cè)形成保護(hù)層抑制其與電解液的副反應(yīng),另一方面防止負(fù)極進(jìn)一步被還原,可以改善電池循環(huán)性能和產(chǎn)氣,產(chǎn)氣率下降28%。
 
16.高功率、長壽命儲(chǔ)能器件用納米纖維隔膜的產(chǎn)業(yè)化-柔創(chuàng)納米科技 解明:1)鈉離子電池主要要求為低成本、寬溫域、長壽命、高安全,但是其面臨主要問題為正負(fù)極材料體系容易吸水,首效偏低、電解液含PC,黏稠度高,隔膜浸潤性差、陶瓷涂覆隔膜增加成本,難以承受高溫烘烤。滿足上述要求的無紡布隔膜主要用于超級(jí)電容器領(lǐng)域,完全依賴于進(jìn)口是我國制造的一個(gè)痛點(diǎn)。2)超級(jí)電容隔膜使用原料為纖維素工藝為濕法造紙工藝,厚度更薄、穩(wěn)定性更高、吸液性和保液性更好,未來隨著規(guī)?;a(chǎn),成本有望下降至鋰電隔膜成本。3)公司通過納米纖維材料多維度高通量的制備、高孔隙率隔膜微結(jié)構(gòu)的可控調(diào)節(jié)、微納米纖維復(fù)合成型技術(shù)與裝備構(gòu)建了極高的技術(shù)護(hù)城河,實(shí)現(xiàn)了低成本的納米纖維隔膜的批量生產(chǎn)。生產(chǎn)的隔膜產(chǎn)品孔隙率為60%-70%,熱穩(wěn)定性好,可以支持高溫快速烘烤;電解液浸潤性佳,吸液速度快,吸液量大。4)公司成立于2016年,是一家針對(duì)高功率長壽命儲(chǔ)能器件,用納米纖維隔膜國產(chǎn)化的公司,最早在2018年中科海納生產(chǎn)的一批15Ah的鈉離子電池軟包使用公司的25微米的納米纖維隔膜,經(jīng)過多年努力公司已經(jīng)成為國內(nèi)第一家實(shí)現(xiàn)超容隔膜國產(chǎn)化的先行者。2021年公司成為寧波中車的合格供應(yīng)商,并且開始為寧波中車、江海股份、今朝時(shí)代、中船重工等多個(gè)龍頭超級(jí)電容器生產(chǎn)企業(yè)提供超級(jí)電容器隔膜產(chǎn)品。隔膜產(chǎn)品主要應(yīng)用于電容器隔膜、儲(chǔ)能電池隔膜、半全固態(tài)電池隔膜,目前擁有年產(chǎn)300萬平方米的隔膜的產(chǎn)線,已經(jīng)開始建設(shè)3,000萬平方米的新產(chǎn)線,預(yù)計(jì)23年6月建成,8月投產(chǎn),可以滿足1GWh的電池需求。2024年公司將建成3億平米的納米纖維隔膜產(chǎn)線。
 
17.鈉離子電池?cái)?shù)字儲(chǔ)能系統(tǒng)-三峽能源 蘇一博:1)隨著雙碳背景的提出,大規(guī)模的新能源接入給電力系統(tǒng)的平衡和安全穩(wěn)定帶來了較大挑戰(zhàn),鈉離子儲(chǔ)能是應(yīng)對(duì)未來鋰資源短缺保障國家能源安全的重要技術(shù)方向,鈉離子儲(chǔ)能技術(shù)已進(jìn)入規(guī)模化示范應(yīng)用驗(yàn)證的發(fā)展階段。2)三峽集團(tuán)主要在鈉離子電池的數(shù)字儲(chǔ)存系統(tǒng)(2020年底首次提出設(shè)計(jì)并研制功率型鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng))、阜陽海鈉GWh鈉離子電芯產(chǎn)線、30MW/60MWh鈉離子電池儲(chǔ)能項(xiàng)目等方面推動(dòng)了鈉離子電池行業(yè)發(fā)展。3)未來將在電池本體、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電站的運(yùn)行、企業(yè)運(yùn)營這四個(gè)層級(jí)進(jìn)行儲(chǔ)能鈉離子電池的提升。電芯方面應(yīng)加快推進(jìn)材料改性電芯性能的優(yōu)化,重點(diǎn)關(guān)注長壽命、低成本、高能量密度、高一致性方面的研究工作。同時(shí)也應(yīng)關(guān)注鈉離子電池的智能管控系統(tǒng)與鈉離子電池的熱失控機(jī)理與安全防護(hù)。
 
18.鈉-芯的機(jī)遇與挑戰(zhàn)深圳市萬微半導(dǎo)體有限公司 劉磊:1)鈉離子電池BMS核心原理與鋰離子電池BMS系統(tǒng)類似,但是鈉離子電池工作電壓范圍更廣,工作溫度范圍更廣、循環(huán)壽命更長,所以對(duì)芯片的采集精度要求更高。2)鈉離子電池有更低的電芯電壓,需要選用更低基準(zhǔn)電壓的芯片工藝來設(shè)計(jì)芯片;鈉離子電池的低溫特性非常好,需要芯片/系統(tǒng)具有更好的低溫模型來計(jì)算低溫的SOC,SOP,SOH。3)公司在鋰電池和鈉電池的芯片領(lǐng)域有10多年的探索和研究,產(chǎn)品具有高精度、可定制化、超小封裝、高耐壓、高可靠性、高一致性等優(yōu)點(diǎn)。
 

 
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來源:數(shù)說新能源

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