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宁德时代无负极技术现身!将应用于下一代钠离子电池

北极星储能网  来源:起点锂电大数据    2022/1/14 10:38:25  我要投稿  

北极星储能网讯:宁德时代的入局、国家部门的激励政策使得钠离子电池成为过去一年电池行业的大热点,引起市场和资本广泛的关注。

(本文来源:微信公众号“起点锂电大数据”ID:weixin-lddsj)

近日,据悉,宁德时代已布局无负极金属电池技术,并申请专利。该专利包括相关技术的材料设计与关键工艺,有望在钠离子电池上率先落地。

这意味着,电池能量密度有望从材料本质上得到大幅提升,实现此前宁德时代宣布的下一代钠离子电池能量密度超过200Wh/kg的目标。

1.应用于下一代钠离子电池

去年7月份,宁德时代发布了第一代钠离子电池,基于材料体系的突破,其电芯单体能量密度达到160Wh/kg,是目前最高水平,但是和当前锂离子电池水平相比仍有较大差距。

无负极金属电池技术的出现,则意在通过不设负极活性材料,仅采用负极集流体作为名义上的负极,来提升电池能量密度。具体来说,电池在首次充电完成后,正极的金属材料会迁移到理论上的负极区域,形成真正意义上的负极。

但不设负极活性材料,电池安全和寿命问题也随着而来。早在多年前就有企业研究金属电池,但由于技术、工艺水平较低,出现过产品大规模着火事件。

因此,宁德时代专利办法中提出在负极集流体的表面设置导电涂层,为负极极片加上一层“保护膜”,从而解决电池安全性和循环寿命的问题,可有效提高电芯循环性能。

除了能量密度低之外,当前阶段的钠离子电池还面临着生产成本太高的问题,为此难以实现大规模量产。在专利说明书中,宁德时代明确表示,出于降本及减重考量,优先采用铝基集流体,后者为铝箔、铝合金箔和铝基复合集流体中的任意一种。

据介绍,由于正负极集流体采用铝箔,钠离子电池中集流体成本占比仅为4%,远低于锂离子电池(正负极的集流体分别是铝箔和铜箔)的13%。除了宁德时代,中科海钠也将铝箔纳入自身发展路线,铝箔生产企业如万顺新材就表示,未来钠离子电池发展将极大推升电池铝箔需求。

此外,在生产制造成本端,无负极金属电池技术与现有的电池产线类似,无需额外购买大量设备。随着规模化应用发展,制造成本还有下降的空间。

值得一提的是,该技术不仅可应用于钠离子电池,也可用于锂电池上。钠电池能量密度快速提升,将推动其在储能、两轮车、低速车等领域对锂电池形成互补。

2.主要布局企业进展

此前,宁德时代指出,目前公司已启动钠离子电池产业化布局,2023年预计将形成基本产业链。根据公司布局无负极金属电池技术的研发进展来看,如果该技术率先应用在钠离子电池上,将推动其今年的产业化进程进一步加速。

目前,据不完全统计,目前,国内外有近30家企业对钠离子电池进行产业化相关布局。

1月11日,华阳股份举行钠离子电芯项目签约暨开工仪式,这一钠离子电芯项目是钠离子电芯中试转产业化国内首条产线,由华阳股份、中科海钠、开源资产合作建设。

此前,双方还联手打造了全球首套1兆瓦钠离子电池储能系统,共建钠离子电池2000吨正极、2000吨负极材料生产基地,加速推动钠离子电池产业化。

2021年11月7日,钠创新能源“年产8万吨钠离子电池正极材料项目”正式签约,落地浙江绍兴。该项目总投资15亿元,将建设包括铁酸钠三元正极材料等在内的钠离子电池关键材料以及铁酸钠基正极材料前驱体及正极材料产线,预计今年量产。

此前,全球首批钠离子电池驱动的双轮电动车,在爱玛科技会议上正式亮相。据悉,该款电动车搭载的钠离子电池由钠创新能源为爱玛专门研发。

去年12月18日,中科海钠拟与三峡能源等建设全球首条钠离子电池量产线。规划产能5GWh,分两期建设,一期1GWh将于今年正式投产;未来各方还将有望共同推动规划30GWh全球先进钠离子规模量产线。

鹏辉能源表示,钠离子电池方面公司进行了小批量生产。公司投资了硬炭负极材料企业成都佰思格,与正极材料企业紧密合作,自身也在加紧研制正极材料。

山东章鼓透露,公司锂/钠离子电池生产线已经可以进行电池量产,并将加大水系半固态锌离子电池在储能方面的市场开发。

还有包括道氏技术、百川股份及璞泰来等公司也在钠离子电池产业链上进行了相关的布局。相同的是,目前多数企业仅在技术布局阶段。

不过,从钠离子电池的发展进展来看,2022年或将是钠离子电池产业化的导入之年,2023年将是国内钠离子电池发展的重要时间节点,届时,钠电的商业化进程将显著加速。


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