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胡勇胜:钠离子电池与锂离子电池“共舞”

北极星储能网  来源:高工锂电    2021/9/6 10:11:00  我要投稿  

北极星储能网讯:我国在钠离子电池产品研发制造、标准制定以及市场推广应用等方面的工作正在全面展开,钠离子电池即将进入商业化应用阶段,相关工作已经走在世界前列。

“钠离子电池并非替代锂离子电池,而是与锂离子电池互补,缓解动力电池产业锂资源的焦虑,防止未来被卡脖子。”

中科海钠董事长胡勇胜博士作出如上判断。他强调,钠离子电池主要面向150Wh/kg以下的应用场景,包括各类储能、电动自行车、低速电动车等领域。

9月1~3日,2021第十四届高工锂电产业峰会在深圳举行,来自电池、材料、装备等产业链各细分领域领袖及高层围绕供应链协同、材料体系迭代与应用、工艺创新与智能制造等核心议题展开探讨,参会规模超1200人。

在3日《闭幕式:电池技术进化与产业链协同》专场上,中科海钠董事长胡勇胜博士发表“钠离子电池与锂离子电池‘共舞’”的主题演讲。


胡勇胜博士表示,双碳愿景下,电动化成为实现双碳目标的重要路径之一,这其中电池无疑是关键的一环。

当前,二次电池主要以铅酸电池和锂离子电池为主。锂离子电池是二次电池里性能最好的毋庸置疑,但随着电动化的规模普及,依赖境外的锂资源紧缺性日益凸显,完全依靠锂离子电池难以完成我国能源变革的重要任务,亟待创新出另一条技术路线。

在胡勇胜博士看来,钠离子电池具备低成本、长寿命和高安全性能等优势,不仅能在一定程度上成为锂离子电池的补充,缓解锂资源短缺的问题,还能逐步替代环境污染严重的铅酸电池,保证我国能源安全和社会可持续发展。

钠离子电池研究起源于七十年代末,真正热起来是2010年,是规模储能的巨大需求驱动了钠离子电池的发展,我们正是那个时候开始研究的,过去十年来一直在呼吁国家重视钠离子电池的研发,包括今年在两会上提出《关于在我国大力发展钠离子电池的建议》,国家多个部门包括发改委、工信部、科技部正式回复明确支持钠离子电池的发展,表态适时开展钠离子电池标准制定。

我国在钠离子电池产品研发制造、标准制定以及市场推广应用等方面的工作正在全面展开,钠离子电池即将进入商业化应用阶段,相关工作已经走在世界前列。

胡勇胜博士鼓励大家探索多种技术路线,当前钠离子电池按正极材料主要分为三类,一是钒基聚阴离子正极材料,可以实现万次以上的循环;二是普鲁士白类正极材料,其电压和容量跟磷酸铁锂非常接近,也是很多企业的选择;三是层状氧化物正极材料,代表企业英国Faradion开发的含镍氧化物,循环寿命预期1000次。

中科院物理研究所在钠离子电池研发做了诸多尝试,正极材料方面,国际上首次发现在锂离子电池中没有活性的Cu2+/Cu3+氧化还原电对在钠离子氧化物中具有电化学活性,并以此设计了铜铁锰的三元正极材料,稳定性、电化学性能优异,而且成本更低,发明专利获得中国、日本、美国和欧盟的同时授权。

负极材料方面,物理所聚焦碳材料,旨在开发一种低成本的无定型碳负极材料,提出用无烟煤这种便宜的前驱体变成无定型的碳材料。现在能做到260 Ah/kg,兼顾循环寿命和成本。

安全方面,2015年开始做极端条件下的安全测试,包括软包、圆柱、方形的的针刺试验,及短路、热箱实验,不起火、不爆炸。

基于相关领域的进展,中科院物理研究所积极推进工程化技术研究,并在2017年成立中科海钠,2018年建成百吨级正负极材料及兆瓦时级电芯中试线,在软包、圆柱、方形等型号均有尝试,。在应用示范方面,2018年推出全球首辆钠离子电池(5 kWh)驱动的低速电动汽车;2019年发布世界首座100 kWh钠离子电池储能系统;2021年6月启用全球首套1 MWh的钠离子电池光储充智能微网系统。

胡勇胜博士表示,钠离子电池除了储量丰富、成本低廉的优势之外,且兼具易制造、低成本、高安全、长寿命、宽温区和高倍率的优点,应用场景主要面向150Wh/kg以下包括各类储能、电动自行车、低速电动车等领域。

最后他表示由钠所开辟出的另一条储能路线,具有极其重大的意义。未来钠锂技术会共存互补,共同支撑起庞大的动力及储能市场,胡勇胜呼吁产业链上下游所有同仁携起手来,推进钠离子电池的产业化,为我国能源安全保驾护航。


原标题:胡勇胜:钠离子电池与锂离子电池“共舞”

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