钠离子电池材料行业研究:产业化指日可待,钠电未来可期.pdf
- 上传者:红四方
- 时间:2022/11/18
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钠离子电池材料行业研究:产业化指日可待,钠电未来可期。宁德时代加码布局,钠电有望加速发展。2021 年 7 月,宁德时代公布第一代钠 离子电池,后致力于推进钠离子电池在 2023 年形成基本产业链,钠电产业化有 望加速落地。钠元素在全球分布的丰度和均度较高,对我国打破锂元素价格垄断 有一定的战略意义。随着技术的突破和钠离子产业链的完善,降本后的钠离子电 池会对传统铅酸电池和锂离子电池起到替代、补充作用。钠离子电池由于循环寿 命和能量密度仍然存在一定缺陷,因此更加适用于对能量密度要求不高,但对成 本变化非常敏感的行业,因此可以广泛应用于储能、低速电动车等领域。在政策 支持以及未来能源转型发展趋势下,钠电的增量空间巨大,未来可期。
钠离子电池成本低、充电倍率高、低温性能和安全性能良好。成本方面,钠离子 电池的正负极材料以及集流体的降本空间较大,电解液、隔膜则与锂离子电池相 似,有一定的成本压降空间。性能方面,钠离子电池展示出比锂离子电池更好的 低温充电性能和更高的功率。另外,由于钠离子电池选用的正极材料钠盐和负极 材料碳类均展示出较强的稳定性,使得钠离子嵌入脱出时不会发生反应,同时能 避免产生枝晶。在安全性测试中,钠离子电池能做到不起火爆炸,安全性能优良。
钠离子电池正极材料各有所长,层状过渡金属氧化物路线最为成熟。正极材料主 流工艺分过渡金属氧化物、普鲁士蓝类化合物、聚阴离子类化合物。其中层状过 渡金属氧化物工艺路线成熟,已实现量产,成本相对较低,是最为主流的正极材 料。但其循环性能有待提高,较其他两种材料相对较差。中科海纳的钠铜铁锰氧 化物已实现 145Wh/kg 能量密度,是铅酸电池的三倍左右。同时,由于层状氧 化物钠电正极材料的生产工艺设备与三元正极材料产线高度重合,在设计时针对 个别工序考虑一定的冗余厂房空间和设备,可根据市场需求将三元材料产能灵活 切换为钠离子电池正极材料。
普鲁士蓝类化合物、聚阴离子类化合物尚未产业化,静待技术突破。普鲁士蓝类 化合物成本低廉、发展空间广阔,有着较高的电压和可逆容量。但是,普鲁士蓝 类化合物中的结晶水会对分子结构造成影响,这也是该材料产业化的壁垒所在。 另外,普鲁士蓝类化合物也有倍率性能差、循环不稳定、库伦效率低等问题。聚 阴离子类化合物具有多面体框架,框架十分稳固,可以获得更高的循环性与安全 性,但因其使用价格高昂的金属钒,仍需技术突破降低成本。
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