突破钠离子电池技术瓶颈
然而,相较锂离子,钠离子体积较大,在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛,这也成为钠离子电池迟迟难以商用的瓶颈。
宁德时代多年来深耕钠离子化学体系材料的研发:在正极材料方面,宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料,创新性地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这一核心难题。
在负极材料方面,宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性。
基于材料体系的一系列突破,宁德时代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优势。
其电芯单体能量密度高达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,也拥有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。
四大创新支撑三大方向
材料与化学体系的基础研究是关键。宁德时代董事长曾毓群表示,有人认为电池的化学体系已很难创新,只能在物理结构上做些改进。“但我们认为,电化学的世界,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奥秘。”
在系统创新方面,宁德时代在电池系统集成方面另辟蹊径,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。AB电池系统解决方案既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能好的优势。以此系统结构创新为基础,可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。
多维布局推动钠离子电池产业化
宁德时代表示,欢迎相关研究机构、上游材料供应商和下游电池应用端一起参与,共同加速钠离子电池产业链的完善和发展。
宁德时代的危与机
据SNE Research预测,到2023年,全球电动汽车对动力电池的需求达406GWh,而动力电池供应预计为335GWh,缺口约18%。而到2025年,这一缺口将扩大到约40%。动力电池行业出现了供需结构严重失衡的现象。
尽管已经成为电池行业当之无愧的龙头企业,但宁德时代或许从未感到过轻松。对手们穷追不舍,宁德时代的老大地位还不够牢固。
在6月18日举办的“中国汽车论坛”上,LG新能源亚洲营销总经理朴镇庸表示,LG能源研发的采用高镍四元(NCMA)作为正极材料的新一代动力电池将在其南京基地投产。
特斯拉率先向LG能源递出橄榄枝。据外媒报道,特斯拉准备在中国制造的 Model Y 车型中使用 LG 能源的 NCMA 四元锂电池,宁德时代或将受到冲击。
7月14日,长春市政府、中国一汽集团、比亚迪共同签署新能源动力电池投资合作协议,意味着一汽或将加大比亚迪动力电池的配套比重。
不过随着钠离子电池的发布,宁德时代或许将发起一波反攻。
比亚迪的刀片电池和LG能源的四元锂电池均主打安全性能,这与宁德时代第一代钠离子电池的优势不谋而合,但与前两者相比,低成本将是宁德时代争抢市场的一把利刃。
上海有色网报价显示,今年以来,电池级碳酸锂及电池级氢氧化锂报价已分别大涨66.04%和96.97%。上游关键材料价格不断攀升,这让市场急于寻找锂的替代品。