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宁德时代:钠离子电池计划与在2023年形成基础产业链

2021-07-30 04:48

文 / 华尔街见闻   编辑 / 庄梅

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  宁德时代今天召开了钠离子电池发布会。

  宁德时代在新闻发布会上表示,公司开发的第一代钠离子电池,其电芯单体能量密度已达160Wh/kg,是目前世界上最高的水平。充电时间为15分钟,电量可达80%。而且在零下20℃的低温环境下,仍有90%以上的放电保持率,同时在系统集成效率方面,也可达80%以上。以优异的热稳定性,已超越国家动力电池强标的安全要求。

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  宁德时代:钠离子电池计划在2023年形成基本产业链。

  另外,宁德时代还表示,其下一代钠离子电池的能量密度将超过200Wh/kg,该公司还表示,钠离子电池已开始产业化布局,计划在2023年形成基本产业链。

  钠离子电池基本情况

  会上,宁德时代研究院副院长黄起森博士介绍了钠离子电池的基本情况。

  1、钠离子电池和锂离子电池的区别和联系

  钠的化学性质和电池的工作原理与锂非常相似,在元素周期表中属于同一个家庭,电池的工作原理是摇椅式的。钠的地壳元素含量排名第六,资源非常丰富。钠离子的半径大于锂离子此,在电池运行过程中,钠离子在材料中的嵌入和脱离对材料的结构稳定性和动力学提出了更高的要求。

  2、钠离子电池研究进展

  (1)正极材料:普鲁士白和层状氧化物是目前具有潜在商业价值的材料,克容量达到160mAh/g,相当于现有锂离子电池正极材料。宁德时代解决了材料在循环过程中容量迅速衰减的世界性问题,使创新材料具备产业化条件。

  (2)负极材料方面:由于钠离子不能像锂离子一样在石墨层之间自由穿梭,宁德时代开发了一种硬碳材料,可以储存和快速通过大量钠离子,具有独特的孔隙结构。这种硬碳材料的克容量可达350毫安h/克以上,具有优异的循环性能。整体性能指标相当于现有石墨。

  (3)电解液方面:CATL开发了一种适合这种正极负极材料的新型独特电解液系统,可与当前锂离子电池的制造工艺和设备兼容。

  CATL第一代钠离子电池性能介绍

  会上,宁德时代研究院副院长黄起森博士还介绍了CATL第一代钠离子电池。

  1、电芯单体能量密度-160Wh/kg,是目前世界上最高的水平。

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  宁德时代:钠离子电池计划在2023年形成基本产业链。

  2、快充能力

  (1)常温充电15分钟,电量可达80%;

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  (2)-20度低温环境下,放电保持率在90%以上。

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  3、系统集成效率方面——超过80%

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  4、第一代钠离子电池综合性能和LFP电池对比

  目前钠离子电池的能量密度明显低于LFP电池,但在低温性能和快速充电方面具有明显优势。

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  5、结构创新:AB电池解决方案介绍。

  (1)AB电池的解决方案有哪些?

        钠离子电池与锂离子电池的集成混合共用:将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里,将两种电池按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联、集成通过BMS的精准算法进行不同电池体系的均衡控制,这样可以实现取长补短,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、低温性能的优势这样的锂-钠电池系统就能适配更多应用场景。

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  (2)下一代钠离子电池目标

  下一代钠离子电池的能量密度将突破200Wh/kg。宁德时代,钠离子电池已经开始产业化布局,计划在2023年形成基本产业链。

  下面是华泰电的新总结:

  1、材料体系

  正极材料:普鲁士白,层状氧化物,体相结构,电荷重排,面改性;

  负极材料:改性硬碳,比容量350mah/g;

  电解:新型电解;

  制造工艺:设备可与锂离子电池生产线兼容。

  2、电池性能

  单体160wh/kg,15分钟达到80%,零下20度有90%的放电保持率,热稳定性超过国家安全要求,在低温性能和快速充电方面具有明显优势。

  3、结构设计

  AB电池解决方案,钠离子电池和锂离子电池通过BMS算法同时集成到同一系统中。

  4、后续展望

  下一代单体能量密度为200wh/kg。

  宁德时代的三个战略方向和四大创新支撑

  在发布会上,宁德时代介绍了三个战略方向和四个创新支持:

  (1)用可再生能源发电和储能代替固定化石能源——在发电方面、电网方面和用户方面做了很多努力,在电化学储能方面进行了重点配置。

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  (2)用动力电池帮助电动汽车的发展——不断提高电池性能,加快交通领域的全面电气化。

  (3)以电气化和智能化集成为创新,加快各领域新能源替代过程。

  (4)作为三大发展方向的支撑,形成了材料化学体系、系统结构、极限制造和商业模式的四大创新支撑,形成了从前沿基础研究到工业应用,再到商业大规模推广快速转型的能力。

  钠离子电池,下一片蓝海?

  由于钠储量丰富,可得性好,钠离子电池的综合成本低于锂离子电池,接近铅酸电池,长期沉默的钠离子电池风云再起,最近成为资本市场关注的对象。Choice数据显示,钠离子电池行业繁荣,相关上市公司赢得资金青睐,年内股价远远超过市场指数。

  不仅上市公司积极挖掘金钠离子电池领域,研究机构也在努力研究性能更强、安全性更高、制造成本更低的钠离子电池方案,为钠离子电池行业提供更坚实的理论基础。一些证券分析师积极展望并表示,钠离子电池有望补充锂离子电池、铅酸电池等成熟的储能技术。

  7月26日,中信证券、信达澳银基金发布研究报告,均认为钠离子电池既有资源又有成本优势,有望加快引进新能源产业。宋韶灵,中信证券新能源汽车首席分析师,持谨慎乐观的态度:近年来,工业资本开始积极布局钠离子电池,尽管工业还处于引进阶段,但钠离子电池在资源丰富、成本方面具有明显的优势。伴随着技术的成熟,产业链的逐步完善,钠离子电池有望在储能等领域实现商业化应用,对锂离子电池、铅酸电池等成熟的储能技术形成了一定的补充。与锂离子电池相比,钠离子电池具有能量密度低、体积相对较大、循环寿命短、产业链不完善等缺点。投资人需要密切关注钠离子电池进展、锂离子电池成本变化方向和地方储能政策的落地节奏。

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