思浩花仙子首次采用蜂窝电池技术进行钠离子电池包装试验

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2月23日,“第二届全国钠电池研讨会”开幕。现场,思浩新能源与中科海钠联合打造的行业首款钠离子电池“思浩花仙子”试验车公开亮相。

思浩新能源表示,与中科海钠在行业内率先实现钠离子电池装载试验的思浩花仙子首次采用蜂窝电池技术进行钠离子电池包装试验。这一消息再次引起了资本市场对钠离子电池概念的关注。

思浩花仙子首次采用蜂窝电池技术进行钠离子电池包装试验

除中科海纳外,多氟多最近还报道称,钠电池产品已向市场推出并“上车”试验,这也使得该公司股价在22日一度出现7%上述增长。近日,宁德时代还透露,开发了AB电池系统解决方案,将钠离子与锂离子电池混搭。

在业内看来,赛道玩家陆续宣布了重大进展,这也意味着钠电池商业化已经成为“临门一脚”的时机。

钠离子电池的发展过程

从披露的学术数据来看,钠离子电池并不是什么新鲜事。钠离子电池与锂离子电池相似的工作原理主要是通过嵌入和脱离正负极之间的钠离子来实现电荷转移。

然而,与锂离子相比,钠离子体积大,对材料结构稳定性和动力学性能要求更严格,这也成为钠离子电池难以商用的瓶颈。

从历史上看,钠离子电池和锂离子电池的研究几乎是同时进行的,其最早的研究方向是储能领域的钠硫电池。

MOS2等早期设计开发的电极材料、TiS2和NaxMO2电化学性能不理想,发展非常缓慢。寻找合适的钠离子电极材料是实现钠离子储能电池实际应用的关键之一。

自2010年以来,一系列正负极材料根据钠离子电池的特点进行了设计和开发,大大提高了容量和循环寿命,如负极硬碳材料、过渡金属及其合金化合物、正极聚阴离子、普鲁士蓝、氧化物材料,NaxMO2,特别是层状结构(M= Fe、Mn、Co、V、Ti)二、三元材料具有良好的充放电比容量和循环稳定性。

2010年,中国科学院开始研究钠离子电池。2011 英国是世界上第一家钠离子电池公司 Faradion成立。2017年 2000年,依托中国科学院物理研究所钠离子电池技术的中科海钠成立,成为中国第一家钠离子电池公司。目前,它与英国Faradion合作、法国Tiamat也是世界领先的钠离子电池制造商。

为什么要研究钠离子电池

众所周知,锂电池很贵,从原材料到加工工艺都很贵!然而,锂电池的工作原理与钠离子电池相似,生产线和工艺可以更换,因此钠离子电池有技术想象空间。

一般来说,钠离子电池的技术路线具有原材料便宜、性能特性好、锂电池生产线可用于量产过程三大天然优势。钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐,储量比锂盐更丰富,价格更低。

由于钠离子比锂离子大,当重量和能量密度不高时,钠离子电池是一种具有成本效益的替代品。据中科海钠报道,锂元素的地壳丰度仅为0.0065%,绝大多数分布在美国。钠资源地壳的丰度高达2.75%,而且世界各地都有分布。钠资源价格与锂资源价格差距很大。

与锂离子电池相比,钠离子电池的材料成本应降低30%-40%。

思浩花仙子首次采用蜂窝电池技术进行钠离子电池包装试验

图片数据源:中科海钠官方网站

事实上,正是由于锂电池的主要原料碳酸锂价格飙升,钠离子电池作为替代方案具有当前的热度。

自2020年12月以来,碳酸锂价格已从4月份开始.6万元/吨一路飙升至54万元/在吨附近,区间涨幅超过11倍。

未来钠离子的发展

目前,我国钠离子电池业务布局企业大致可分为两类。一是以宁德时代、新旺达、亿威锂能为代表的锂电池巨头,二是以中科海钠、众钠能源为代表,专注于钠离子电池领域的企业。

对于锂电池一线制造商来说,钠离子电池业务的发展主要是为了抓住新兴市场的机遇。钠离子电池初创企业主要依靠国家研究所和大学科研团队,业务方向更加集中,产品流程与锂电池制造商相比没有明显落后。

从发展进展的角度来看,中科海钠目前有自己的量产线。从实验线到中试线再到量产线,是逐步稳定电池性能指标的过程。

钠离子电池材料形式多,尚未形成统一的发展趋势,仍处于国家推动的阶段。其自身的成本和价格不足以获得优势,需要一定的补贴。但一方面,由于钠离子电池的后期优势,另一方面,它可以与整个锂离子电池的生产过程相兼容。钠离子电池未来的商业化过程肯定会比锂离子电池快得多。

知情郎认为,虽然钠电池在动力电池和其他领域只能被视为备用轮胎,但备用轮胎的价值不容忽视,在华为仍然坚持每年投资2万研发人员和4亿美元的研发费用,宁德时代作为电池领域的领先企业也应该有自己的“海思”。另一方面,在电池车、储能、车载12V电池等领域,随着钠电池开始规模化,成本降低,铅酸电池的生命将逐渐消失,储能领域的需求不亚于新能源汽车,未来钠离子电池技术发展的重要性可能不亚于锂离子电池。

随着电动汽车的快速发展,纳离子电池行业正在成熟。虽然行业不认为钠离子电池会完全取代锂离子电池,但随着汽车行业的全面电气化,不同的旅游工具对电池性能有不同的要求,知情郎认为纳离子电池的商业应用有着巨大的想象空间。

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