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锂电池龙头推出了钠电池,宁德时代是怎么想的?

锂电池龙头推出了钠电池,宁德时代是怎么想的?

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车器械(民众号:chedongxi)

作者 |Juice

编辑 |晓寒

与其等着被时代镌汰,不如争先引领时代。

在猛烈的竞争中厮杀出来的企业都深谙这个原理,乐成的企业如苹果、特斯拉等,但也有一些企业在这个历程中惨遭镌汰,如诺基亚、柯达等。

宁德时代能够成为全球动力电池领域的老大,自然也明白这个原理,虽然靠锂电池杀出了一条血路,但锂质料太过依赖外洋入口也仍是挂在企业头顶的达摩克利斯之剑。

正由于云云,宁德时代近期举行了一个颇为勇敢的宣布会,亮出了第一代钠离子电池。整个宣布会异常简短,只有十分钟,但宁德时代转达出来的信息却很有分量,实力诠释了“人狠话不多”。

宁德时代着重宣布的钠离子电池也绝不是虚伪看法的产物,同时具备了高能量密度、高倍率充电、优异的热稳固性、优越的低温性能与高集成效率的优点。

事实上,关于钠离子电池的研究很早就最先了,然则这么多年没有实质性希望也说明晰手艺难度之高,宁德时代战胜了却构稳固性和动力学性能方面的难题,率先拿出了实质性产物。

看到这里,若是你只以为宁德时代只是推出了一款可以跟三元锂电池和磷酸铁锂电池媲美的新电池,那你就把这件事想简朴了。宁德时代在推出钠离子电池的背后另有许多考量。

那么宁德时代重点宣布的这款电池事实有何优越的地方?宁德时代又为何能够成为第一个“吃螃蟹”的企业呢?在推出这款电池的背后,宁德时代是怎么思索的呢?

一、同样的结构,纷歧样的“心里”

早在今年5月份宁德时代的股东大会上,曾毓群就先容将会在7月份宣布第一代钠离子电池,但进入7月份后,宁德时代却迟迟没有动作,就在人人都以为这场宣布会要跳票的时刻,宁德时代却来了个突然出击。

7月29日,7月份的倒数第三天,这天也注定纷歧般,海内芯片创企地平线亮出了自己的旗舰芯片,让中国“芯”更进一步,而宁德时代也拿出了革命性产物钠离子电池。

顾名思义,钠离子电池就是一种以钠离子为电荷载体的电池,主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。简朴来看,钠离子电池和锂离子电池之间主要的差异就是质料差异。

▲宁德时代研发的第一代钠离子电池

之以是说这是一款革命性的产物,是由于在许多方面,钠离子电池都展示出了其优越性。

在能量密度方面,钠离子电池的单体能量密度可以到达160Wh/kg,虽然跟磷酸铁锂电池存在一定的差距,但差距并不大;在充电方面,这种电池在常温下仅需要15分钟就能充电至80%以上;热稳固性方面,这款电池的热稳固性远超国家强标的平安要求;而在系统集成效率方面,更是可以到达80%以上。

此外,这款电池在低温下的性能异常强悍,可以在-20°C低温的环境下保持90%以上的放电保持率,这一数据远超大多数的电池。

▲钠离子电池性能情形

若是做一个数据剖析图的话,会发现钠离子电池的各项性能异常平衡,没有显著的短板,堪称“六边形战士”。

作为一种新型的电池,钠离子电池的生产问题却并不庞大,宁德时代研究院副院长黄起森博士在宣布会上先容,在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产装备、工艺的完善兼容,产线可以快速切换。一句话归纳综合就是,锂电池的生产线完全可以直接拿来用,随时都可以投入生产。

虽然产线问题不大, 然则动力电池事实是一个产业链对照长的行业,若是想要快速量产钠离子电池还需要加速建设产业链。

为此宁德时代已经启动了响应的产业化结构,预计将会在2023年形成基本的产业链。同时宁德时代也迎接相关研究机构、上游质料供应商和下游电池应用端一起介入,配合加速钠离子电池产业链的完善和生长。

▲宁德时代预计在2023年形成钠离子电池产业链

看到这里你可能会问,既然钠离子电池不用另建产线,手艺也与锂电池相似,为啥其他企业现在都没做出动作呢?

事实是,其他企业也在搞,然则没搞出来。从19世纪最先就有企业最先研发钠离子电池了,近二十年更是成为了许多企业的重点研发偏向,遗憾的是,此前并没有突出的产物泛起。

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世上并没有完善无缺的手艺,有优点就响应的存在瑕玷,钠离子电池也是云云。与锂离子相比,钠离子就是一个大胖子,这也导致钠离子电池在质料结构稳固性和动力学性能方面的要求都更严酷,而这一点更是恒久以来的难点。

二、为什么宁德时代会成为第一个“吃螃蟹”的企业?

行文至此,上面这个问题已经成为了绕不开的一个问题。

那么,宁德时代靠的是什么呢?靠的正是跨越5000名科研人才不停的研究。

动力电池行业生长到现在,已经进入到了一个瓶颈区,质料上的突破异常难题,以是许多电池企业最先在物理结构方面下功夫。但宁德时代方面不这么以为,直接扬言道:“我们以为,电化学的天下,就像能量魔方,未知远远大于已知,我们乐此不疲地探索着其中的隐秘。”

而钠离子电池的推出则是对这句话最好的佐证。宁德时代从正负极质料、盘算平台甚至系统方面都找到了一条合适的路径。

正极质料上,宁德时代接纳了可容量对照高的普鲁士白质料,而且还对质料体相结构举行了电荷重排,解决了普鲁士白在循环历程中容量快速衰减的焦点难题。

▲宁德时代针对钠离子电池正极质料做了改善

在负极质料上,宁德时代开发了具有怪异孔隙结构的硬碳质料,具有克容量高、易脱嵌、优循环的特征。

▲宁德时代针对钠离子电池负极质料做了改善

在解决了质料的问题之后,还需要思索若何才气充实行展质料的性能。宁德时代方面构建了一个高通量质料集成盘算平台,在原子级别对质料举行模拟盘算和设计仿真。

依附着对原理的深刻明白,借助先进的算法和壮大的算力,宁德时代开发出了更适合钠离子电池的各种质料,有信心将下一代钠离子电池能量密度提升到200Wh/kg以上。

但在现阶段,钠离子电池的能量密度短板也导致了其并不能很好的成为车载动力电池。在这方面宁德时代的解决方式异常有想象力,开发出了AB电池系统解决方案。

简朴来说,就是将锂离子电池和钠离子电池按一定的比例举行混搭,放到统一个电池系统内里,形成一个“夹心电池”,然后通过BMS的精准算法举行差异电池系统的平衡控制。这样做的利益既解决了现阶段钠离子电池能量密度的短板,又能施展出其高功率、低温性能好的优势。

▲宁德时代将推出AB电池

通过这些措施,宁德时代基本上将钠离子电池的难题逐个击破,产业化的远景变得异常晴朗。虽然现阶段钠离子电池未必比三元锂电池和磷酸铁锂电池更优异,然则新的手艺蹊径也能够让整个动力电池行业变得加倍多元化,能够推动能源革命早日完成。

三、未雨绸缪,宁德时代坚持手艺刷新

宁德时代现在已经是公认的动力电池领域的老大了,高性能的锂离子电池也是宁德时代的标签之一,那么拿出钠离子电池是不是宁德时代要对自己举行革命?

实在这并不冲突,做一个比喻,锂离子电池就好比一小我私人的左手,钠离子电池则好比右手,短时间来看,似乎是左右手在相互抢夺,但就像金庸在《射雕英雄传》中写的那样,周伯通在左右手互搏中找到了平衡,直接悟出左右互搏术这样的绝学。宁德时代也正在融会自己的绝学。

但更主要的是,宁德时代这么做也是未雨绸缪,在为未来做设计。就在宁德时代宣布钠离子电池时,华为也宣布了最新的旗舰手机P50系列,但由于射频芯片被卡了脖子,身为5G手艺领头羊的华为,却只能在最新旗舰手机上接纳4G手艺。

动力电池行业也有类似的隐患,无论是三元锂电池照样磷酸铁锂电池,本质上都离不开锂质料的支持。但公然资料显示,全球近91%的锂矿储量主要漫衍在智利、阿根廷、美国、津巴布韦、葡萄牙、澳大利亚、中国、加拿大和巴西等9个国家。

我国的锂资源储量为150万吨,占全球总资源储量的7.12%,仅看数据的话,我国锂资源储量并不少,但现实是,我国的锂资源异常依赖入口,入口量险些到达90%以上,现在年以来锂质料还在不停的涨价。

从这点来看,锂资源终究面临着卡脖子的风险,一旦外洋企业由于外部元素住手向海内供货,那么海内的锂矿供应将会泛起大问题,甚至会直接影响到海内的动力电池行业。

在这种情形下,宁德时代开发钠离子电池就更有需要了,地球上储量最多的是海水,而海水中含有大量的氯化钠,这也就意味着钠质料的含量异常足够。

只有一直具备居安思危的意识,一家企业才有可能获得恒久的生长。

不外,除了对自身手艺的完善,以及对未来的深刻思索,宁德时代在此时宣布钠离子电池也踩上了政策的风口。

7月15日,国家发改委、能源局团结宣布《关于加速推动新型储能生长的指导意见》指出:新型储能是支持新型电力系统的主要手艺和基础装备,将在推动能源领域碳达峰碳中和历程中施展显著作用。要加速飞轮储能、钠离子电池等手艺开展规模化试验。

这是国家首次在政府文件中对钠离子电池做出指示,而且明确点出了钠离子电池在储能领域的应用远景。

而从产物上来看,钠离子电池也确实相符储能的要求,现阶段储能主要是接纳的磷酸铁锂电池,钠离子电池除了能量密度略低于磷酸铁锂电池,其他方面如平安性、系统集成效率、低温性能、快充性能、使用寿命等都逾越了磷酸铁锂电池。

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