7月29日,宁德时代新能源科技股份有限公司成功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。
钠离子电池在20世纪70年代末80年代初得到关注,但因锂离子电池优异的电化学性能而没有得到广泛研究.随着电动汽车、智能电网时代的到来,锂资源短缺将成为制约其发展的重要因素.因此,亟需发展下一代综合性能优异的储能电池体系.钠和锂具有相似的物化性质,且钠资源丰富,成本低廉,是非常有发展潜力的电池体系。
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。
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,钠离子电池需要采用硬碳或其他负极材料,能量密度低于石墨材料。更大的尺寸使钠离子,很难嵌入发生化学反应所在的电极晶体结构中,导致钠离子的移动速率就比较慢,影响钠离子电池充、放电速率。钠离子嵌出电极的晶体结构也较难,导致电池可逆性差,能量密度利用率低,多次充放电后的能量密度下降速度快。主流的钠离子电池正极材料NaMnO4、Na3V2(PO4)3、Na2Fe2(SO4)3等,理论能量密度不及三元锂,实际能量密度较磷酸铁锂低。
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。
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。
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。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。
宁德时代称其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。