“钠储”一日同风起,扶摇直上九万里,2024年4月9日-10日,由起点钠电、起点储能、PECA光储充联盟主办,金钠科技总冠名的2024(第四届)起点钠电论坛暨鲁班奖颁奖典礼-2024中国国际钠电&光储充大会暨展览会在深圳福田国际会展中心7号馆隆重举办。
在4月10日下午举办的专场论坛四:钠电创新技术专场上,中比新能源 钠电公司总经理 田秀君发表了《大圆柱技术在钠电应用中的优势》的演讲。
图:中比新能源 钠电公司总经理 田秀君
以下为演讲内容:
各位同仁,下午好! 我 是来自中比新能源的田秀君。
接下来,我的分享是《大圆柱技术在钠电应用中的优势》。
我的分享主要分为3部分,先看一下前景和发展历程,然后是钠离子技术路线,再介绍下公司。
钠离子和锂离子同源,发展周期也是同期。钠离子为什么能发展起来?因为锂离子资源在中国的紧缺,大部分锂矿都是在南美。基于此,2020年到2022年之间锂价格的飞涨,钠离子电池的成本优势得以被重点关注。
此外,政府对于钠离子电池也做了布局,钠资源布局广,也易获得,没有任何国家或者是团体能左右钠离子的价格,这也推动了钠电池应用的快速实现。
2023年,有很多新能源车企已经把钠离子进行装车,而且现在也有一些车型在销售。当然,在此过程中,我们公司也做出了一些贡献,在圆柱体系的钠离子方面我们也做到了一些装车。
我们有一个预测,钠离子在接下来会有很大的市场前景,市场数据显示,2025-2030年钠离子电池预计有万亿级市场。我们也有自己的判定,补益锂电/取代铅酸概念比较狭隘,决定权交给市场,让用户自主选择才是真正的良性发展。钠电的发展不应该被锂的价格绑架,更无需对标铅酸的价格。
钠离子电池也有自己的特点,在低温上,比锂电更适用。当然,给它一个发展的前景和发展周期,钠离子电池的产业链完善之后,再走极致的成本路线,作为普惠大众,打破铅酸两年一更换的魔咒,才能实现真正意义上的环保。
再看一下钠电的技术路线。钠离子的特点是低温、宽域温度,我们现在是用铝箔作为负极,没有铜析出的问题,在使用和控制上有更大的优势。当然,对于储能和动力,大家也非常关注能源使用安全的问题,相对于锂电池来说钠电池在这方面也有更多的优势。
现阶段,主流的正极有层状氧化物、聚阴离子和普鲁士蓝。负极就是以硬碳为主,当然还有一类,现阶段在研发初期,就是合金类,或者是添加一些无机物,类似于在锂电里面的硅碳体系,这块我们也是重点关注。
说一下这些路线的细分市场。
层状氧化物的克容量比较高,能量密度比较大,类似于锂电里的三元材料,我们认为这种更适用于小动力市场,当然包括了它极致的高倍率的应用市场就是启停电池,还有极致的低温性能,如北方电瓶车,因为它解决了之前的产品解决不了的问题。当然,还可以走一些极致的路线,包括减少材料里面的贵金属的应用,这就能在成本上体现出优势。
聚阴离子材料比较稳定,安全性比较高,大家比较关注的是它在储能上的应用和释放亮点。我们认为,聚阴离子体系能量密度低是短板,为了弥补这个短板,需要在单体上把电池做大,现在大方形应该会有更好的匹配性,所以大方形的聚阴离子可能会在储能方面有更好的应用前景。
硬碳方面,我们关注到新型的,比如磷碳以及锡元素添加的新型应用,它会带来什么呢?从成本优势上,把能量密度提升得更多,在相同的原材料基础上,能量密度提升也是降本。我们现在也和合作伙伴进行测试,添加3%左右,它的循环和传统硬碳基本上没有什么区别。
另外,从产品体系角度,它会有融合,比如软包、方形电池方面,层状氧化物不太适用,因为层状氧化物有产气的问题,它更适用于圆柱体系,但是钠电本身就比锂电的能量密度低,小圆柱能量密度是短板,只有做大圆柱才能把短板补齐,所以大圆柱和层状氧化物是非常匹配的一对。
圆柱电池应力均匀、电流密度分布均匀,能够有效减缓产气对电芯性能的影响。
我们之前做小圆柱的时候都是用极耳的方式,对于大圆柱可以通过全极耳提升倍率性能,大圆柱的底部可以作为导热的载体,很快就能把热给导掉,所以大圆柱从倍率性以及散热性,比小圆柱有更好的优势。
另外,在圆柱电池外壳方面的选材也有学问,铝壳的话,承载力比较低,在抑制膨胀会出现裂壳的风险。而钢壳CID翻转,切断电流回路;Vent破裂,泄压,防爆炸。
我们产品的设计,为了追求极致的设计,把内部的机构做了极简化的设计,进一步匹配钠离子的成本优势。
我们在2021年的时候已经做钠离子电池,经过几年的研发及迭代,现在已经量产了140wh/kg的产品,接下来做的还有160wh/kg的产品。现阶段主要的市场定位是层状氧化物+32140,面向有低速两轮、三轮,还有特种车辆、A00级汽车,储能应用方面主要是家储和便储。
聚阴离子体系也有做,但是我们做的是体系开发,后续会推出聚阴离子方形的产品。圆柱有很大的优势,在于自动化程度比较高,所以电池的一致性也比较好,而且设备的投资相对于方形有更好的优势。
我们也做了很多技术性的革新,在现有的圆柱体系里做了革新,提升产品性能。这些是产品性能的展示,现阶段从负40度的角度,低温性能提升还是非常明显。公司还拥有自主知识产权以及产品车规级的认证,我们的产品有所保障,技术也是自主研发。
公司研发的电池,长循环寿命能做到3千周的循环,还有动力性能,这块是在6C以上,低温是负40度下能做到85%以上的放电容量,超级快充能做到10分钟充电90%。
谢谢大家!
注:上述内容根据速记整理,未经演讲嘉宾审核
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