在锂离子电池当道的动力电池时代,宁德时代发布的钠离子在储能市场上投掷了一颗深水炸弹。宁德时代介绍,其电芯单体能量密度达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上。市场上分析,技术取得突破的背后,是电池企业面临的锂原料储量低、开采难度大、锂原料价格上涨等问题。在技术日新月异的当下,动力电池技术路线之争将持续很长一段时间。
作为最早开发钠离子电池的圣阳股份目前主要为锂离子电池及系统、铅蓄电池及系统、新能源系统集成产品及服务等。公司在做大做强现有主业基础上,根据市场变化及客户需求逐步调整产品结构,提升可持续发展竞争能力。
圣阳股份有三大产品,储能电池、备用电池和动力电池。根据公司披露的信息,钠离子储能电池主要运用于数据中心(IDC)和通信基站。而5G时代,无论是基站还是IDC,都将呈现爆发式增长。
圣阳股份公司聚焦网络能源、智慧储能和绿色动力(601330)应用领域,提供储能电源、备用电源、动力电源和新能源系统解决方案及运维服务等产品。其中网络能源领域主要包括通信、电力、数据中心、金融证券、轨道交通等;智慧储能领域主要包括户用储能、工商业储能、微电网储能系统;绿色动力领域主要包括叉车、低速电动车、非道路用车等。
公司目前的主要产品钠离子电池技术已取得突破圣阳股份发布了第一代钠离子电池,在正极材料方面,圣阳股份采用了克容量较高的普鲁士白材料,对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减的核心难题;在负极材料方面,圣阳股份开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性。
圣阳股份介绍,基于材料体系的一系列突破,圣阳股份研发的第一代钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等特点。其电芯单体能量密度达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在-20°C低温环境中,拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上;热稳定性远超国家强标的安全要求。
在电池系统集成方面,圣阳股份开发了AB电池系统解决方案,即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭,集成到同一个电池系统里,通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制,可以弥补钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也可以发挥其高功率、低温性能好的优势。第一代钠离子电池可应用于各种交通电动化场景,在高寒地区具有优势,也可适配储能领域需求。钠离子电池的未来发展具有一定的优势,钠元素比锂元素有更好的安全性,钠的价格也便宜很多。圣阳股份的钠离子电池160Wh/Kg距离能量极限200Wh/Kg的差距已经不大了,其钠离子电池的能量密度高于铅酸电池,有点接近低端的磷酸铁锂电池,但显著低于三元锂电池。
在锂电池一统天下的动力电池市场,多家企业专注钠离子电池开发,技术取得突破的背后,是电池企业面临的锂原料储量低、开采难度大、锂原料价格上涨问题等。
此前,动力电池市场上一直存在技术路线之争,磷酸铁锂电池还是三元锂电池是争议的焦点,双方各有优劣,在企业和市场端争执不休。其中,磷酸铁锂电池的成本低、材料结构稳定、安全性更高,但在能量密度、充放电功率以及体积上相对较差;而三元锂电池能量密度更高、体积更小,相对应的成本高昂,在安全性上也有所欠缺,容易引发自燃。
相较于锂离子电池,钠离子电池也有着不一样的应用场景。智慧芽分析师告诉记者,在中国现阶段的发展阶段,能源是绕不开的话题。其中,能源转化和存储是新能源发展的核心,现有技术条件下,新能源的成本依然很高。钠离子电池与磷酸铁锂电池相比能量密度相当,但钠离子电池在低温性能、快充、高功率场景下具有明显优势的特点。钠离子电池或将在电网储能、低速电动车场景等,对能量密度要求略低、对电池稳定性和成本更加敏感的应用场景下拥有广阔前景。
美国地理调查估计,全球锂资源约为 3950 万公吨,而具备商业开采价值的锂储备量则仅为 1351.9 万公吨。在目前的产业状况下,这样的锂资源可用上超过 300 年不成问题,但若是需求爆炸性成长,在一年 80万吨的情况下,不到 17 年就会用尽。
相比锂资源而言,钠储量十分丰富,约占地壳储量的2.64%,且分布广泛、提炼简单。同时,钠和锂在元素周期表的同一主族,具有相似的物理化学性质。钠离子电池优势
与锂离子电池相比,钠离子电池具有的优势:
1.钠盐原材料储量丰富,价格低廉,采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料,原料成本降低一半;
2.由于钠盐特性,允许使用低浓度电解液(同样浓度电解液,钠盐电导率高于锂电解液20%左右)降低成本;
3.钠离子不与铝形成合金,负极可采用铝箔作为集流体,可以进一步降低成本8%左右,降低重量10%左右;
4.由于钠离子电池无过放电特性,允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg,可与磷酸铁锂电池相媲美,但是其成本优势明显,有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。
中国能源资讯网


