5月16日,在深圳第十五屆中國國際電池展覽會上,全球新能源電池材料龍頭貝特瑞新材料股份有限公司(以下簡稱“貝特瑞”,835185)正式發(fā)布新一代鈉離子電池硬炭負極材料——探鈉350和鈉電正極材料貝鈉-O3B。
貝特瑞中央研究院李子坤博士在發(fā)布會上介紹,“探鈉350”負極材料比容量可達350mAh/g,首次充放電效率達90%;貝鈉-O3B正極材料比容量可達145 mAh/g,壓實密度大于3.4g/cc,將大幅提高鈉電池的容量及循環(huán)壽命,并顯著提高充電效率及極低溫性能。
5月16日,澎湃新聞記者從貝特瑞方面了解到,目前國內鈉電負極硬炭材料的比容量一般在300—330mAh/g之間,貝特瑞新的“探鈉350” 硬炭負極材料正處在中試階段。
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據(jù)李子坤博士在發(fā)布會上介紹,搭載貝特瑞鈉離子電池正負極材料的電池電芯單體能量密度能達到160Wh/kg,是鉛酸電池的4倍,超長循環(huán)3000次,是鉛酸電池的6倍,實現(xiàn)5分鐘極致快充,并在-40°C的極端低溫環(huán)境下,仍可以正常使用,而中國最北端漠河地區(qū)1月份平均氣溫為-30.9°C。
近年來,鈉離子電池因其在資源、低溫性能和功率性能等方面表現(xiàn)的優(yōu)勢,具有大規(guī)模應用的潛力,被視為鋰離子電池的補充和鉛酸電池的升級替代,2023年也被成為鈉電產(chǎn)業(yè)化元年。
上個月,國內電池龍頭寧德時代在上海國際車展上宣布,其鈉離子電池將率先裝載于奇瑞汽車的車型。據(jù)了解,寧德時代即將裝車的鈉離子電池正極選用層狀氧化物,負極選用硬炭,電池電芯單體能量密度達到160Wh/kg。
在更早的3月,雅迪科技集團旗下華宇新能源科技公司發(fā)布了第一代鈉離子電池——“極鈉1號”及其配套整車——雅迪極鈉S9 ?!皹O鈉1號”的鈉離子電芯的能量密度已超過145Wh/kg,最快10分鐘即可充滿80%。在-40°C的低溫環(huán)境下,電池容量保持率仍可大于85%。電芯負極硬炭材料也是由貝特瑞提供。
貝特瑞方面向澎湃新聞記者表示,目前貝特瑞在國內已經(jīng)形成了400噸左右的硬炭負極產(chǎn)能。
貝特瑞公司成立于2000年,隸屬于中國寶安集團股份有限公司,2021年在北交所上市。公司曾推出國內第一款高容量鋰電負極材料818,并在全球率先實現(xiàn)硅基負極材料產(chǎn)業(yè)化,目前其負極材料市場占有率已經(jīng)連續(xù)10年保持全球第一。
高性能正負極材料推動鈉電產(chǎn)業(yè)化
根據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院的預測,2023年全球鈉電池產(chǎn)能需求將達到甚至突破10GWh,到2025年在儲能領域、兩輪車、低速電動車、叉車、A00級乘用車等應用市場的規(guī)模將達到30GWh,產(chǎn)值200億元。到2030年,市場空間將接近200GWh,產(chǎn)值將達到1000億。
在上個月的2023高工鈉電產(chǎn)業(yè)峰會上,高工咨詢董事長張小飛預測,在當前高速發(fā)展的儲能領域,鈉電池甚至可以完全替代鉛酸電池成為儲能的主力,市場空間非常大,甚至難以預測。
不過,即使如此,不少業(yè)內人士也承認,鈉離子電池真正落地應用,對產(chǎn)業(yè)鏈上下游成熟程度依賴度較高,尤其是材料端的技術水平。貝特瑞方面也坦言,對比鋰離子電池,鈉離子電池最大的短板是能量密度,而提升電池能量密度的關鍵在于正負極材料。
以負極硬炭材料為例,中金公司此前的報告指出,硬炭具有豐富的儲鈉環(huán)境,理論儲鈉比容量達到530mAh/g,結合其價格低廉、嵌鈉后體積形變小、低溫和快充性能好等優(yōu)點,較有可能成為率先商用的鈉電負極材料。
但據(jù)多氟多新能源科技有限公司總經(jīng)理許飛在2023高工鈉電產(chǎn)業(yè)峰會上介紹,“在實際應用過程中,硬炭的導電性能比石墨要弱,壓實密度也會更弱。而在加工過程中,硬炭在放電末端電壓會上升,隨著正極的電壓往下降,電池在放電末期,單個電芯的電壓來回間波動會比較大。這就對電池BMS在控制整個電池串聯(lián)單元時,保持電壓的一致性提出了比較大的考驗。”
不僅如此,高工產(chǎn)業(yè)研究院院長高小兵指出,目前在國內硬炭的原材料來源上,生物質基占大頭,原材料的進口依賴度較高,成本較高。而國內的硬炭材料和國外相比,在材料的首效、克容量方面相對而言還有差距。
“目前在國內從事鈉電負極生產(chǎn)的企業(yè)有超過25家,以實驗室居多,真正能夠量產(chǎn)的企業(yè)可能不到5家?!备咝”f,“產(chǎn)業(yè)鏈從0到1還是有各種問題,現(xiàn)在實驗室鈉電可能有些成本還在8毛甚至1塊每瓦時以上。因為沒有達到規(guī)模,很多材料都沒有達到量產(chǎn)程度,成本很高。當前階段降成本最有效的就是產(chǎn)業(yè)化,靠規(guī)模效應,再到關鍵原材料的量產(chǎn)和生產(chǎn)工藝的提升?!?/p>
此次貝特瑞性能更優(yōu)秀的鈉電新一代正負極材料發(fā)布,無疑將推動國內鈉電產(chǎn)業(yè)化進程更進一步。
據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院此前預測,在2023年,中國鈉離子電池將實現(xiàn)部分放量,出貨規(guī)模3-5GWh,電池以層狀氧化物正極路線為主,主要應用在二輪車領域。預計到2025年實現(xiàn)批量放量,出貨規(guī)模在20GWh以上,電池以聚陰離子正極材料路線為主,主要應用在儲能領域。
(文章來源:澎湃新聞)
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