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國內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈及相關企業(yè)布局情況

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:國信證券 發(fā)布時間:2022-07-23 瀏覽:

中國儲能網(wǎng)訊:鈉離子電池最早由ARMAND團隊于20世紀80年代提出,在90年代經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化推廣得到技術應用。鈉離子電池 本質(zhì)是在充放電過程中由鈉離子在正負極間嵌入脫出實現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移、而鋰離子電池是通過鋰離子在正負間移動來進行電荷轉(zhuǎn)移,工作原理實質(zhì)上相同的。

1)鈉離子電池優(yōu)勢:資源豐富

鈉元素在地殼中豐度為2.3%,位居所有元素第六位,顯著高于鋰元素的0.0017%。同時,鈉元素以鹽的形式廣泛存于陸地與海洋中,獲取便捷度高。

2)鈉離子電池優(yōu)勢:成本低

鈉離子電池成本優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:

1)鈉鹽替換鋰鹽。金屬鈉價格為1.9萬元/噸、碳酸鈉價格為0.3萬元/噸,顯著低于金屬鋰的298萬元/噸、碳酸鋰的48.4萬元/噸,原材料價格更為低廉。

2)鋁箔替換銅箔。假設銅箔價格為11萬元/噸、鋁箔價格為4萬元/噸,假設1GWh鋰電池需要622噸銅箔、400噸鋁箔,1GWh鈉離子電池需要800噸鋁箔, 那么鋰電池單Wh集流體成本為0.084元、鈉電池單Wh集流體成本為0.032元,成本下降0.052元/Wh。

3)石墨負極有望更換為無煙煤降低成本。根據(jù)中科海鈉數(shù)據(jù),鈉離子電池材料成本約0.37元/Wh,顯著優(yōu)于磷酸鐵鋰和三元鋰電池體系。

3)鈉離子電池優(yōu)勢:安全性高

鈉離子電池具有更為優(yōu)異的安全性能:

鈉離子電池內(nèi)阻高,在電池短路時電路中電流更低,瞬間發(fā)熱更少。

鋰的標準電極電位更負,在水溶液里表現(xiàn)為比鈉更容易失電子,因而鈉離子電池具有更高的穩(wěn)定性。

鈉離子電池經(jīng)歷短路、針刺、擠壓等測試后,無起火、無爆炸。鋰離子電池存在過放電的問題,會造成銅箔等集流體溶解、電池容量不可逆衰減;而鈉離子電池無過放電情況,正極可以放電至0V而不影響后續(xù)使用,進而使得電池在儲存運輸過程中更具安全性。同時,鈉電池在熱失控時容易鈍化失活,因而安全測試 表現(xiàn)更優(yōu)。

4)鈉離子電池優(yōu)勢:低溫性能佳&倍率性能好

倍率性能優(yōu)異:鈉離子溶劑化能低于鋰離子,界面離子擴散能力強,且鈉離子斯托克斯半徑小,相同濃度電解液情況下較鋰鹽電解液離子電導率更高,快充性能更好。根據(jù)寧德時代數(shù)據(jù),鈉離子電池能夠在15min內(nèi)充電至80%,中科海鈉則提出其電池能夠在12min內(nèi)充電至90%,充電速度均明顯優(yōu)于正常狀態(tài)下鋰離子電池30min充電80%的充電速度。

低溫性能優(yōu)異:鈉離子離子電導率高,電解液的濃度要求更低,低溫時電解液粘度比鋰離子電池更低,電池整體性能更為優(yōu)異。鈉離子電池正常工作溫度范圍在-40℃-80℃,部分產(chǎn)品在-20℃下容量保持率能夠達到88%,顯著優(yōu)于磷酸鐵鋰60-70%左右的容量保持率。

5)鈉離子電池不足:循環(huán)壽命、能量密度尚有改善空間

循環(huán)壽命:鈉離子電池現(xiàn)在整體循環(huán)壽命在2000次左右,比磷酸鐵鋰電池表現(xiàn)略差,相較于部分用于儲能領域的循環(huán)壽命超5000次的磷酸鐵鋰電池而言仍有 一定差距。

能量密度:鈉創(chuàng)新能源鈉離子電芯能量密度超130Wh/kg,立方新能源產(chǎn)品電芯能量密度為140Wh/kg,中科海鈉產(chǎn)品能量密度為145Wh/kg,仍有進一步優(yōu) =化的空間;寧德時代最新第二代鈉電池設計能量密度可達到200Wh/kg。

國內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈

鈉離子電池環(huán)節(jié)主要電池企業(yè)

國內(nèi)企業(yè)里,中科海鈉、立方新能源等企業(yè)均已實現(xiàn)量產(chǎn),寧德時代等企業(yè)也在積極推進鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化,蜂巢能源、億緯鋰能、國軒高科、欣旺達、派能科技等傳統(tǒng)鋰離子電池企業(yè)也已具備相關技術布局。

國外企業(yè)中,英國Faradion起步早、積淀深,美國Natron Energy、瑞典Altris等也在加速推進量產(chǎn)進程。

鈉離子電池環(huán)節(jié)主要正極企業(yè)

鈉離子電池正極材料布局方面,容百科技已具備初步量產(chǎn)能力,振華新材已開始進行相關產(chǎn)能建設,當升科技、格林美、廣東邦普等均具有相關專利布局,并且積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。

負極材料主要企業(yè)及研發(fā)進展

負極材料布局方面,中科海鈉以無煙煤作為前驅(qū)體制備軟碳材料,寧德時代開發(fā)出了具有獨特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料,貝特瑞目前能量產(chǎn)硬碳、軟碳材料;璞泰來、 翔豐華目前正在推進中試工作。

電解液主要企業(yè)及研發(fā)進展

電解液方面布局方面,鈉創(chuàng)新能源目前已有5000噸電解液投產(chǎn),預計未來3-5年內(nèi)會建設配套8萬噸正極材料的電解液產(chǎn)線;多氟多目前已有千噸六氟磷酸鈉生產(chǎn)能力,同時NaFSI已經(jīng)研發(fā)成功;天賜材料、新宙邦、石大勝華、永太科技目前正在推進中。

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關鍵字:鈉離子電池

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