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鈉離子電池技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)議20221222

 young1987_tsg 2023-03-26 發(fā)布于陜西
主題:動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟-鈉離子電池技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)議
時(shí)間:2022年12月22日
 
專(zhuān)題報(bào)告
中科海納科技有限公司董事長(zhǎng) 中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員 胡勇勝:短續(xù)航電動(dòng)車(chē)用鈉離子電池
鈉離子電池對(duì)于400公里以?xún)?nèi)的電動(dòng)車(chē)(包括2輪、3輪、4輪的電動(dòng)車(chē))、農(nóng)用機(jī)械、與重型機(jī)械(如叉車(chē)等)是合適的選擇。近期比亞迪推出一款續(xù)航磷酸鐵鋰715公里的車(chē),公司按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)算了算,似乎也能夠做到500公里以上,但是我不是專(zhuān)家,一會(huì)兒可以請(qǐng)大家這個(gè)一起來(lái)算一算這個(gè)究竟能做的多少?,F(xiàn)在我先簡(jiǎn)要的介紹一下我的匯報(bào)內(nèi)容:既然現(xiàn)在的鋰離子電池這么好,為什么還裝鈉離子電池?目前鈉離子電池發(fā)展現(xiàn)狀如何?將來(lái)在車(chē)內(nèi)的應(yīng)用的這個(gè)情況如何?我想前面的介紹部分我就不用多說(shuō)了。
1)鈉離子電池發(fā)展原因
海外挑戰(zhàn):陳院士在17年提出電動(dòng)中國(guó)的構(gòu)想包括三個(gè)方面:交通的電動(dòng)化,能源的低碳化和設(shè)備的智能化。其中交通電動(dòng)化這塊非常重要,也是今天討論的一個(gè)主題。目前鋰離子電池是綜合性能最好、最適合上車(chē)的二次電池,且如理事長(zhǎng)所說(shuō),中國(guó)目前是鋰電池汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó),生產(chǎn)全球70%以上的鋰電池。然而,中國(guó)在海外爭(zhēng)取鋰礦面臨很大挑戰(zhàn)。美國(guó)于去年5月份承認(rèn)中國(guó)是世界領(lǐng)先,也明確表示要在這個(gè)領(lǐng)域和中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)。西方目前已經(jīng)具體擁有一些具體舉措,如8月份簽署的通脹削減法案,要求汽車(chē)中至少40%的原料礦物要在美國(guó)或美國(guó)同盟的國(guó)家開(kāi)展提煉,是非常明顯的針對(duì)中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的要求。另外去年寧德時(shí)代收購(gòu)加拿大鋰礦被攔截,22年11月份又以安全為由把中國(guó)專(zhuān)家參加的公司撤資。
鋰資源分布不均:鋰資源主要的問(wèn)題是分布不均勻,70%在南美洲鹽湖。22年6月傳出消息,阿根廷對(duì)出口將要設(shè)定最低價(jià),大約40萬(wàn)一噸。22年10月,阿根廷、玻利維亞和智利想要推動(dòng)鋰佩克,就像歐佩克一樣,主要目的是要形成統(tǒng)一的價(jià)格,因此這也是對(duì)于制造大國(guó)中國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。
中國(guó)鋰資源儲(chǔ)量:近年碳酸鋰漲價(jià),首度沖破了60萬(wàn),現(xiàn)在回到了55萬(wàn)左右。根據(jù)中國(guó)央視去年公布的數(shù)據(jù),其于21年把鋰鈷鎳這種幾種礦產(chǎn)資源摸了個(gè)底,中國(guó)占鋰礦比例不到7%,且大部分是在青海西藏等鹽湖里面,地理環(huán)境比較惡劣,短時(shí)間內(nèi)提取鋰不是一件容易的事情。因此中國(guó)現(xiàn)狀是依賴(lài)進(jìn)口比例非常高,從澳大利亞也好從南美也好,未來(lái)會(huì)有一定的風(fēng)險(xiǎn)的。
2)鈉離子電池發(fā)展情況
鈉電開(kāi)發(fā):11年前中國(guó)就在試圖開(kāi)發(fā)不依賴(lài)于資源限制的新的電池體系,從周期表來(lái)看,鈉是最接近鋰的,且鈉的技術(shù)在所有新的電池技術(shù)中是最接近現(xiàn)有鋰電池技術(shù)的,因此現(xiàn)有的這些制造工藝與制造裝備都可以借用,只要我們解決了核心的材料,即正極負(fù)極和電解質(zhì)鹽,基本上就可以去生產(chǎn)電池。
國(guó)家發(fā)展情況:目前全球范圍內(nèi)國(guó)家做的還是比較多的,如歐盟、日本、美國(guó)等都有企業(yè)布局,中國(guó)也比較多,而其中最早的一家是英國(guó)的法拉迪公司,這家公司11年成立,20年上了一個(gè)新聞,他們要去印度發(fā)展鈉離子,而且想通過(guò)這個(gè)來(lái)挑戰(zhàn)中國(guó)的鋰離子。印度對(duì)低速電動(dòng)車(chē)有很大需求,而且可以做低成本。后來(lái)21年年底傳出消息,這家公司以1億英鎊被印度信實(shí)工業(yè)公司收購(gòu),因此這家公司就去印度搞生產(chǎn)去了。中國(guó)專(zhuān)注于做鈉離子電池的電芯企業(yè)不少,中國(guó)海外最早于17年成立,后續(xù)有像鈉創(chuàng)、星空鈉電等一系列的初創(chuàng)公司,當(dāng)然鋰電池公司布局鈉離子電池的情況也不少。例如影響力比較大的是去年寧德時(shí)代在7月底發(fā)布鈉離子電池技術(shù)引起了很大關(guān)注,這主要得益于國(guó)家從各個(gè)層面在支持技術(shù),基金委、科技部、工信部還有各個(gè)省都在支持納離子電池相關(guān)的發(fā)展。
國(guó)家政策:在國(guó)家的政策層面,發(fā)改委能源局去年4月份首次把鈉離子電池列入到相關(guān)的指導(dǎo)意見(jiàn)里面(直播中斷)
 
寧德時(shí)代資深新材料開(kāi)發(fā)經(jīng)理 郭炳琨:鈉離子電池的技術(shù)進(jìn)展
鈉離子技術(shù)背景與國(guó)家政策:碳達(dá)峰和碳中和是我國(guó)的重大戰(zhàn)略目標(biāo)。為減少CO2排放,歐美各國(guó)相繼制定了相應(yīng)的減排政策,尤其是鼓勵(lì)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展,進(jìn)而促進(jìn)了新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。因而發(fā)展新能源汽車(chē)及太陽(yáng)能等可再生能源的有效利用,可有效降低化石燃料的使用,助力雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。但動(dòng)力鋰電池及儲(chǔ)能電池市場(chǎng)的快速發(fā)展也相應(yīng)引發(fā)了資源瓶頸問(wèn)題,如鋰資源的緊張。這給鈉電池帶來(lái)了重大機(jī)遇。相比鋰,地球上鈉資源的儲(chǔ)量十分豐富,其中我國(guó)占了世界鈉儲(chǔ)量的22%,因而對(duì)于我國(guó)而言十分有利。
在鈉離子電池20多年的發(fā)展過(guò)程中,我們盡量選擇一些儲(chǔ)量較豐富且較廉價(jià)的元素進(jìn)行比較,諸如鐵銅錳等作為電器材的主元素降低整體成本。
如今碳足跡引起了很多人的關(guān)注,一些廠家對(duì)于產(chǎn)品的碳足跡分析也越來(lái)越關(guān)注。而鈉離子電池由于其生物質(zhì)的可再生性,碳足跡會(huì)相對(duì)低一些。所以整體來(lái)說(shuō),鈉離子在低碳方面也具有一定優(yōu)勢(shì)。
鈉離子電池材料與技術(shù):經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,大家對(duì)于鈉離子電池的這些特性已有了較全面的認(rèn)識(shí)。獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有:低溫強(qiáng)、安全好、集成高、來(lái)源廣。此外電池商業(yè)化技術(shù)成熟度其實(shí)已較高,此時(shí)鈉離子電池便可以借鑒鋰電池的商業(yè)化技術(shù)。
得益于此,寧德時(shí)代于 21 年率先發(fā)布第一代鈉離子電池,得到了廣泛的關(guān)注。雖然鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化可以借助鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的一些技術(shù),但無(wú)法做到完全照搬。鈉離子電池的關(guān)鍵材料,電芯,系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面仍有很多技術(shù)挑戰(zhàn)需要我們加強(qiáng)基礎(chǔ)研究;攻克核心的卡脖子問(wèn)題,加強(qiáng)核心材料的研發(fā),放大量產(chǎn),優(yōu)化新工藝與設(shè)計(jì)以及完善產(chǎn)業(yè)鏈,對(duì)于鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化無(wú)疑都是非常重要的。依賴(lài)于四大創(chuàng)新研發(fā)體系:材料創(chuàng)新、系統(tǒng)創(chuàng)新、智能制造創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新,寧德時(shí)代很早就開(kāi)始了電池的研究與產(chǎn)業(yè)布局。我們同時(shí)具有帶上下游的優(yōu)勢(shì),聯(lián)合上游供應(yīng)商和下游電子硬裝在一起,共同加快鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。
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集成計(jì)算&數(shù)據(jù)智能服務(wù)平臺(tái):寧德時(shí)代具有模擬創(chuàng)新模擬平臺(tái),可以從原子尺度到宏觀尺度,借助先進(jìn)的算法和強(qiáng)大的算力來(lái)加速研發(fā)。寧德時(shí)代致力于關(guān)鍵材料開(kāi)發(fā)及關(guān)鍵問(wèn)題的理解,致力于快速推動(dòng)鈉離子電池進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)化,并促進(jìn)其更新迭代。
寧德時(shí)代在材料研發(fā)的大數(shù)據(jù),云計(jì)算,人工智能等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)在:產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中大量的數(shù)據(jù)積累以及在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的深度挖掘。由此加速了材料的篩選并有效節(jié)省了大量人力物力,從而保證了能較快發(fā)布第一代鈉離子電池產(chǎn)品。
計(jì)算與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵材料研發(fā):
PW表面不穩(wěn)定性機(jī)理探索:PW在普魯士藍(lán)脫水過(guò)程中,表面易造成錳氮鍵的這不穩(wěn)定而發(fā)生斷裂。另外一個(gè)原因是在潮濕含氧環(huán)境下, PW 表面裸露的錳可能會(huì)參與氧化反應(yīng)生成錳的氧化物,進(jìn)而破壞PW表面的穩(wěn)定性。
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層狀氧化物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性:層狀電極材料具有耐高亮、高壓及密度低的優(yōu)點(diǎn),但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較低、表面活性較高,在循環(huán)過(guò)程常出現(xiàn)如傾向滑移等問(wèn)題。我們借助高通量的計(jì)算,提出了多元素?fù)诫s供應(yīng)的策略。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,確實(shí)能有效降低表面活性,提高層狀氧化的循環(huán)穩(wěn)定性。
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高速量計(jì)算加快電解液篩選:在清潔劑的篩選過(guò)程中,通過(guò)其氧化、定位、吸附等等進(jìn)一步衰減后,并結(jié)合試驗(yàn)快速驗(yàn)證,開(kāi)發(fā)出了高效的電解配方,有效提高了鈉離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性。
電芯能量密度提升:通過(guò)關(guān)鍵材料和電信工藝與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的協(xié)同創(chuàng)新,寧德時(shí)代將持續(xù)推動(dòng)大型電池能量密度的提升,應(yīng)用前景與邊界十分廣泛。但現(xiàn)階段電芯能量密度偏低仍是一個(gè)短板,因此我們提出了AD 電信系統(tǒng)解決方案。通過(guò)鈉離子電池與鋰離子電池的混搭并基于BMS精準(zhǔn)算法的支持,形成平衡控制以彌補(bǔ)鈉離子電池現(xiàn)階段的問(wèn)題,可以有效發(fā)揮其高功率與耐低溫的良好特性。
 
鵬輝能源技術(shù)總監(jiān) 王康:擁抱競(jìng)爭(zhēng)協(xié)“鈉”同行
今天我的報(bào)告是聚焦在鈉電產(chǎn)業(yè)化這一塊。
1)背景簡(jiǎn)介:
公司進(jìn)展:第一是公司在儲(chǔ)能方面的進(jìn)展,公司認(rèn)為目前看來(lái)最大的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域還是低速電動(dòng)車(chē),包括試用車(chē),公司21年在中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)出貨量在全國(guó)排在前三的,正是因?yàn)閮?chǔ)能市場(chǎng)的高市場(chǎng)占有率,因此公司對(duì)于儲(chǔ)能市場(chǎng)的下一代的技術(shù)發(fā)展非常關(guān)注,也投入了比較多的研發(fā)經(jīng)歷。公司在今年的5月份開(kāi)始批量試制鈉鋰電池,主要做小圓柱的,但也包括送給天花光纜和五菱工業(yè)的一些試制。一直到22年9月,由于正極材料和電解材料的價(jià)格居高不下,因此公司也開(kāi)始買(mǎi)了一些設(shè)備開(kāi)始自己做聚陰離子的正極,包括六氟磷酸鋰、六氟磷酸鈉這兩個(gè)關(guān)鍵的原材料。公司最開(kāi)始在做批量設(shè)置,目前大概每天產(chǎn)出幾十公斤。今年11月份,公司開(kāi)始專(zhuān)門(mén)推出一條方形的生產(chǎn)線,專(zhuān)門(mén)用來(lái)做鈉離子電池,現(xiàn)在每天開(kāi)始在批量試制,爭(zhēng)取把產(chǎn)線拉通,每天有200多只電芯出來(lái),因此公司目前已經(jīng)完全具備鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)條件和生產(chǎn)能力了,但進(jìn)一步的話是在應(yīng)用端的大規(guī)模應(yīng)用,以及原材料產(chǎn)業(yè)原材料端的生產(chǎn)成本的拉低。
2)擁抱競(jìng)爭(zhēng):
成本問(wèn)題:競(jìng)爭(zhēng)可能講的更多的是包括鋰離子電池和鈉離子電池競(jìng)爭(zhēng),也同樣包括公司和其他投行在雙創(chuàng)背景下鈉離子電池發(fā)展的必要性和它的戰(zhàn)略意義。但同時(shí)也應(yīng)該看到,即使是在鋰電池不斷漲價(jià)、碳酸鋰去年一年漲了十幾倍的前提條件下,目前鈉離子電池相對(duì)于磷酸鐵鋰電池成本仍然不占優(yōu)勢(shì)。而大家都預(yù)計(jì)明年可能是鈉離電池產(chǎn)業(yè)化的元年,但如果這個(gè)成本沒(méi)能快速的下探,那么它面臨的挑戰(zhàn)還是非常大的。


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因此我的思路都是聚焦在鈉離子電池成本如何快速下降。要講到成本下降,可以去回顧一下鋰電池的發(fā)展。其商業(yè)化進(jìn)程大概30年左右,30年期間建成的一個(gè)成本下降大概是97%、98%左右這樣一個(gè)非??鋸埖捻?xiàng)目。同時(shí)它的規(guī)模也是呈指數(shù)的增長(zhǎng),相對(duì)應(yīng)的借鑒到鈉離子電池上來(lái),要去實(shí)現(xiàn)比例量為97%的一個(gè)降幅,其實(shí)有50%來(lái)自于化學(xué)體系,30%來(lái)自于規(guī)模效應(yīng),還有其他的項(xiàng)目。其中最重要的就是化學(xué)體系和材料體系的迭代以及規(guī)模效應(yīng),因此鈉離子電池同樣也要聚焦到化學(xué)體系和規(guī)模效應(yīng)這兩塊。
化學(xué)體系和材料體系:在化學(xué)體系和材料體系這一塊,公司現(xiàn)在整個(gè)材料體系中,例如前面所提到的聚陰離子和層狀氧化物,每個(gè)技術(shù)路線都存在優(yōu)缺點(diǎn),都有自己的必要性,誰(shuí)也沒(méi)辦法取代誰(shuí),因此就整個(gè)材料體系還處在一個(gè)快速迭代的過(guò)程中,即使是公司最穩(wěn)定的聚陰離子體系也是不斷的在被完善。因此整個(gè)材料體系還是處在比較初步的階段,材料穩(wěn)定性、材料能量密度、加工制造端、壓實(shí)等等方方面面都還處在一個(gè)快速迭代的一個(gè)階段。


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規(guī)模效應(yīng):規(guī)模效應(yīng)的話,鈉離子電池相對(duì)鋰離子電池是一個(gè)替代、一個(gè)備選的方案,具有戰(zhàn)略意義。它相對(duì)鋰離子電池作為備選是因?yàn)樗哂谐杀镜囊?guī)模優(yōu)勢(shì)。但換一個(gè)角度來(lái)講,更低的成本意味著更低的產(chǎn)值,更低的產(chǎn)值意味著更低的資金回報(bào)率。這對(duì)于生產(chǎn)制造企業(yè)并不是完全有利的事情,因?yàn)橘Y金回報(bào)率是所有資本都關(guān)注的事情。公司如何去避免劣勢(shì)?我認(rèn)為更多的應(yīng)該從生產(chǎn)工藝和流程的角度來(lái)看,通過(guò)縮短公司的生產(chǎn)周期、工藝流程制造環(huán)境的要求來(lái)提高周轉(zhuǎn)率,從而提高資金回報(bào)率,去避免公司更低產(chǎn)值帶來(lái)的更低的資金回報(bào)率。因此針對(duì)這樣的現(xiàn)狀,公司提出的一些呼吁是協(xié)鈉同行,一方面是鋰鈉同行,一方面是鵬輝與整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈一起協(xié)鈉同行。
3)協(xié)鈉同行
關(guān)于協(xié)鈉同行:公司主要是從三個(gè)方面闡述:苦練內(nèi)功,堅(jiān)固后勤,市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。


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公司進(jìn)展:鵬輝在材料體系工藝技術(shù)平臺(tái)(包括一些新體系開(kāi)發(fā)方面)做的工作,在基于鵬飛自己做了非常多工作的前提條件下,公司會(huì)保持非常開(kāi)放的心態(tài),希望跟上下游一起解決現(xiàn)在的困難,進(jìn)一步大力解決產(chǎn)業(yè)化遇到的瓶頸。首先,簡(jiǎn)單介紹一下鵬輝在鈉電開(kāi)發(fā)的材料體系和工藝技術(shù)這方面的進(jìn)展。剛才提到公司更多是聚焦到成本,因此公司在材料體系開(kāi)發(fā)階段更多的也是聚焦到成本。因此在正極材料方面,更多的是希望提高正極材料的工作電壓,從而提高它的能量密度,降低它單位能量密度的成本。

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技術(shù):公司現(xiàn)在主要做的是聚陰離子和層狀氧化物兩個(gè)體系。在聚陰離子體系,我們主要是將它從3. 65V提高到4.0V。目前這個(gè)材料公司做到了中試階段,從數(shù)據(jù)來(lái)看它的循環(huán)穩(wěn)定性還是比較好的。在層狀氧化物這一塊,目前市面上能夠買(mǎi)得到了。之前很多買(mǎi)得到的都不太好,但近半年來(lái)因?yàn)檎麄€(gè)材料體系都在快速迭代,因此目前大家買(mǎi)到的材料應(yīng)該效果都還可以。聚陰粒子體系這一塊,公司現(xiàn)在主要的戰(zhàn)略聚焦點(diǎn)從工藝開(kāi)發(fā)點(diǎn)轉(zhuǎn)移。工藝開(kāi)發(fā)即如何提高它的壓實(shí)和工作電壓,目前公司在高電壓這一塊遇到一些難題,包括4.2伏這樣的產(chǎn)氣問(wèn)題。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)鎳元素對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的幫助是非常大的,盡管一開(kāi)始它是主元素,但后面大家為了去降低成本慢慢去替代它。在合適的比例下,鎳對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)體系與層間滑移的抑制作用非常明顯。在負(fù)極材料這一塊,目前國(guó)內(nèi)負(fù)極與公司去年更多用可樂(lè)麗公司的,國(guó)內(nèi)做的與可樂(lè)麗公司的相差都不大。而關(guān)于負(fù)極材料公司目前最主要的問(wèn)題是它的批次一致性。目前公司主要發(fā)現(xiàn)碳化溫度對(duì)它的可逆容量和一致性影響還是比較大的。
電解液:在電解液方面公司目前主要面臨的難題是產(chǎn)氣問(wèn)題。很多文獻(xiàn)報(bào)道,產(chǎn)氣問(wèn)題主要來(lái)源于界面膜中的一些組縫,由于它在碳酸酯容器中的溶解度比較高,因此一直處在這種溶解和沉淀的平衡的過(guò)程中,所以就導(dǎo)致這種碳酸酯分解導(dǎo)致負(fù)反應(yīng)再導(dǎo)致產(chǎn)氣的問(wèn)題。公司也在遵循思路開(kāi)發(fā)鋰鹽類(lèi)的東西,大陰離子的就是胱氨酸比較大的這種陰離子的這種鋰鹽添加劑從目前的效果來(lái)看,循環(huán)改善效果還是比較好的,但是受限于成本,大規(guī)模應(yīng)用還是有一定距離。
工藝:公司最重要的工作還是希望從工藝角度去降低工藝周期與環(huán)境管控的要求,尤其是公司目前層狀氧化物材料體系在高產(chǎn)檢帶來(lái)的加工難度。通過(guò)粘結(jié)劑體系的調(diào)整與配方工藝的優(yōu)化,公司現(xiàn)在能夠做到即使是在30%的這種環(huán)境濕度下,公司漿料也能夠堅(jiān)持24個(gè)小時(shí)不果凍,這里有2個(gè)簡(jiǎn)單的視頻,可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比。目前常規(guī)的話它的一個(gè)漿料果凍情況還是非常嚴(yán)重的,但改善之后即使在30%的情況下,漿料的穩(wěn)定性都保持的非常好,這就使公司生產(chǎn)制造端帶來(lái)的管控要求下降很多,從而能夠降低公司成本。另一個(gè)就是前面提到的無(wú)負(fù)極體系,這方面公司目前也做了比較多的工作,當(dāng)時(shí)做的軟包電池能夠做到600周循環(huán)保持率80%,但這個(gè)也面臨同樣的問(wèn)題,即產(chǎn)氣的問(wèn)題,因此公司目前還處在一個(gè)研發(fā)的階段。
產(chǎn)品:公司目前針對(duì)聚陰離子和層狀氧化物都有相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。聚陰離子的話,公司當(dāng)時(shí)做了一個(gè)圓柱的產(chǎn)品循環(huán),大概可以做到4000周左右,類(lèi)比于目前的磷酸鐵鋰體系,它的循環(huán)還是相當(dāng)。三元體系方面,公司目前做的不管是放電還是循環(huán),滿(mǎn)足2500度的循環(huán)是沒(méi)問(wèn)題的,能量密度大概能做到120瓦時(shí)左右同樣的,針對(duì)層狀三元體系,公司做了一個(gè)方形型號(hào),當(dāng)時(shí)是做了一個(gè)3950的,是目前現(xiàn)在家族(12:30)領(lǐng)域用的比較多的型號(hào)。當(dāng)時(shí)做的電池容量設(shè)計(jì)大概42小時(shí),整體的循環(huán)200周保持率大概可以做到98%,跟目前的一些鐵鋰的一個(gè)水平是非常相當(dāng)?shù)摹?/section>
技術(shù)進(jìn)展:目前鵬輝整體技術(shù)進(jìn)展的話還是聚焦到三元體系和聚陰離子體系,公司現(xiàn)在能做到的一個(gè)規(guī)模如下:三元體系目前能夠做到2500周的水平,公司預(yù)計(jì)明年1月份2月份可以做到3000周,到明年年底的話公司大概可以做到3500周,磷酸鹽體系公司現(xiàn)在可以做到4000周,預(yù)計(jì)明年可以做到5000周的水平。前面提到的能夠快速實(shí)現(xiàn)降本的無(wú)負(fù)極體系目前公司可以做到600度的水平,但是產(chǎn)氣的問(wèn)題還是比較大的障礙,因此目前還是處在研發(fā)階段,公司希望明年能夠做到2000周的水平。

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公司呼吁:前面簡(jiǎn)單介紹了鵬輝目前取得的進(jìn)展,但是從目前生產(chǎn)制造狀況來(lái)看,產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)展需要整個(gè)上下游一起努力,因此公司在整個(gè)供應(yīng)鏈的角度也做了很多工作,包括在負(fù)極端入股一些負(fù)極企業(yè),在正極端方面,包括電解液端的核心關(guān)鍵原材料,包括聚陰離子的原材料和六氟磷酸鈉原材料,公司都開(kāi)始搭建一些生產(chǎn)線開(kāi)始自己做。當(dāng)然公司也非常歡迎整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈一起做這件事情,也希望跟上游的供應(yīng)鏈企業(yè)一起來(lái)開(kāi)發(fā)。公司也愿意給上游的供應(yīng)鏈企業(yè)提供幫助、投資建廠包括定向輸出一些技術(shù)文件資料。
適配元器件問(wèn)題:在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中,隨著公司電池不斷推向客戶(hù)端,公司也發(fā)現(xiàn)了一些新的問(wèn)題,即現(xiàn)階段鈉電還是鋰電的替代品,因此它面臨的應(yīng)用端的市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)的適配器時(shí)更多的還是沿用了鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn)。但鈉離子電池的充放電曲線的放電末端電壓是非常低的,尤其是層狀三元材料。在2.5伏左右,它有非常大的一個(gè)平臺(tái)區(qū),其容量大概會(huì)占到整體放電容量的16%左右,接近20%,如此低的放電端電壓意味著公司放電末期的放電倍率和要求非常大。用鈉離子比較好的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)舉例的話,大家都非常認(rèn)可兩輪車(chē)現(xiàn)在的適配器的放電端電壓要求是4.2伏,對(duì)應(yīng)的鋰離子電池就是2.2、2.5伏,甚至是2.75伏的截止電壓。如果以2.75伏的截止電壓來(lái)算的話,鋰電池這一端的電壓是放不出來(lái)的,因此我覺(jué)得這不僅僅需要電芯廠參與進(jìn)來(lái),更多的是需要主機(jī)廠、材料開(kāi)發(fā)企業(yè)一起參與進(jìn)來(lái),來(lái)解決或者是一起推動(dòng)這件事情,就是鈉離子電池需要自己適配的、上下游配套的一些元器件來(lái)更好的發(fā)揮它本身的特性。
標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題:在鈉離子電池應(yīng)用的過(guò)程中,公司也發(fā)現(xiàn)盡管在跟客戶(hù)對(duì)接的過(guò)程中有很多標(biāo)準(zhǔn)可以參考,但其實(shí)更多是參考鋰離子電池的標(biāo)準(zhǔn),包括充放電測(cè)試的方法與它新的要求。鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)的也是非常多了,但盡管鈉離子電池從技術(shù)原理上和鋰電池差不多,其實(shí)在測(cè)試過(guò)程中差異還是挺大的,尤其是在整包層面,因此公司也呼吁更多的優(yōu)質(zhì)客戶(hù)參與進(jìn)來(lái),共同促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立。其實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)共識(shí)是一個(gè)先有雞還是先有蛋的問(wèn)題,但是我覺(jué)得制定一些非常有利于行業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)去促進(jìn)行業(yè)規(guī)范化或者是統(tǒng)一化也是非常有力的降成本的途徑。因?yàn)楣句囯姵氐陌l(fā)展至今其實(shí)型號(hào)五花八門(mén),存在很多產(chǎn)能和生產(chǎn)線的不合理和浪費(fèi)的建設(shè)。由于目前產(chǎn)能還處在高速增長(zhǎng)期,這個(gè)問(wèn)題還沒(méi)有爆發(fā)出來(lái),但隨著過(guò)兩年產(chǎn)能過(guò)剩,這個(gè)問(wèn)題一定會(huì)爆發(fā)出來(lái),在目前鈉離子電池成本是一分一分的摳的背景下,我覺(jué)得提前把頂層設(shè)計(jì)做好并設(shè)立一些有利的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)能夠避免產(chǎn)能建設(shè)低質(zhì)化帶來(lái)的生產(chǎn)效益的浪費(fèi),我覺(jué)得這對(duì)促進(jìn)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展是非常有利的。
 
眾鈉能源常務(wù)副總 裴滿(mǎn):硫酸鐵鈉電池在儲(chǔ)能和低速電動(dòng)車(chē)的領(lǐng)域的應(yīng)用潛力
今天我的報(bào)告內(nèi)容是硫酸鐵鈉電池在儲(chǔ)能以及低速電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用潛能,相比前面各位專(zhuān)家的介紹,眾鈉人員做的鈉離子電池更聚焦于現(xiàn)階段硫酸鐵鈉離子電池。我的報(bào)告分為以下幾個(gè)方面,鈉離子電池的基本特性,儲(chǔ)能及電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的客戶(hù)需求,與硫酸鐵鈉基鈉離子電池相應(yīng)的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
1)鈉離子電池的基本特性:
鈉電基本特點(diǎn):鈉電原材料豐富,價(jià)格便宜,綜合性能介于鉛酸電池和鋰電之間,目前更多的還是往鋰電方向靠,但還是有一定距離。鈉離子電池與鋰離子電池的電池結(jié)構(gòu),工作原理,和它現(xiàn)階段絕大部分產(chǎn)業(yè)鏈中的配套的契合度是非常高的,使得鈉離子電池在真正推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中,可以借助公司國(guó)家成熟的鋰離子電子產(chǎn)業(yè)做快速的推進(jìn)。


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主流技術(shù)路線:負(fù)極目前還是以硬碳為主,而正極有三條主流技術(shù)路線,其有不同的優(yōu)劣勢(shì),公司需要去克服技術(shù)路線的劣勢(shì),發(fā)揚(yáng)它的優(yōu)勢(shì),從而能真正得到產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用。目前公司更多聚焦在聚陰離子型正極材料,且現(xiàn)階段公司核心的技術(shù)還是在鐵基硫酸鹽體系上做一些技術(shù)的升級(jí)和產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)。


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聚陰離子型正極材料優(yōu)點(diǎn):第一,由于聚陰離子型與過(guò)渡金屬氧的六面體四面體搭建出來(lái)的三維立體結(jié)構(gòu)儲(chǔ)鈉,因此它的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性很好。第二,若公司在這個(gè)過(guò)程中能夠解決其本身問(wèn)題,就可以得出很好的結(jié)果。基于這一塊,公司需要進(jìn)一步提升鈉電化學(xué)性能,尤其是保證它的動(dòng)力學(xué)的特性。第三,它的優(yōu)勢(shì)是工作電壓高,原料成本相對(duì)比較低,因此聚陰離子型電池有望用到儲(chǔ)能端與低速電動(dòng)車(chē)應(yīng)用端。
2)儲(chǔ)能與電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的客戶(hù)需求
客戶(hù)需求:公司希望進(jìn)一步優(yōu)化公司鈉離子電池。以前公司更多關(guān)注從技術(shù)層面來(lái)引導(dǎo)應(yīng)用端,現(xiàn)階段由于公司鉛酸與鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化成熟度非常高,因此更多的希望在客戶(hù)端的需求來(lái)引導(dǎo)公司的基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)。總的來(lái)講,鈉離子電池應(yīng)用在儲(chǔ)能與低速電動(dòng)車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)需要滿(mǎn)足幾個(gè)特性。第一是安全,第二是應(yīng)用的生命周期要比較長(zhǎng),尤其是在儲(chǔ)能端,需要有至少10~15年以上的應(yīng)用生命周期,另外要下沉到低速電動(dòng)車(chē),希望公司的成本優(yōu)勢(shì)淋漓盡致的體現(xiàn)出來(lái)。鈉離子目前電池在鋰原材料價(jià)位高昂的情況下,核算成本與鐵鋰也不相上下,因此更多的需要在它的產(chǎn)業(yè)化成熟以后,把鈉離子電池成本降下來(lái)。第三是他追求的一些高能量密度,倘若應(yīng)用到低速的電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域,又用了叉車(chē),它本身需要配重,可能并不一定需要高的能量密度。
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市場(chǎng)應(yīng)用端的共同需求:第一是成本,鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化能起來(lái)很大原因是因?yàn)殇囐Y源受限與國(guó)際形勢(shì)受限,因此便宜才能使公司將鈉離子電池更好的應(yīng)用到儲(chǔ)能以及低速電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域。第二,要安全,它必須具有很高的安全性,這幾年儲(chǔ)能系統(tǒng)接二連三出現(xiàn)的安全事故,使得公司對(duì)鋰離子電池應(yīng)用到大型儲(chǔ)能上存在著一定的擔(dān)心,而鈉離子電池可能比鋰離子電池的安全性要好很多。第三,寬溫區(qū)應(yīng)用是鈉離子獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),因此低速電動(dòng)車(chē)應(yīng)用的生命周期的需求沒(méi)有公司想象的高,1500圈到2000圈之間可能已經(jīng)完完全全滿(mǎn)足了低速應(yīng)用車(chē)領(lǐng)域,儲(chǔ)能端方面,公司希望它有大幾千圈的生命周期。尤其在北方冬天,若整個(gè)電池性能沒(méi)有很好的工作起來(lái),會(huì)存在一定問(wèn)題,因此結(jié)論是鈉離子電池想要在現(xiàn)階段切鉛酸或者切鋰離子電池的市場(chǎng),它必須要便宜安全,而且兼具它的強(qiáng)健的長(zhǎng)循環(huán)特性。
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應(yīng)用市場(chǎng):鈉電應(yīng)用市場(chǎng)很廣,因此公司目前不擔(dān)心它后端的應(yīng)用市場(chǎng),更擔(dān)心的是如何在鈉離子電子技術(shù)的支撐下做到鈉離子電池在新下端應(yīng)用場(chǎng)景的匹配程度,因此公司的目標(biāo)還是聚焦于硫酸鐵鈉體系,制造一塊低成本、高安全、長(zhǎng)循環(huán)性能的鈉離子電芯出來(lái),這樣公司可以圍繞鈉離子電芯并匹配到下端去。
3)硫酸鐵鈉基鈉離子電池的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用
硫酸鐵鈉型鈉離子電池的優(yōu)勢(shì):儲(chǔ)能方面硫酸鐵鈉型鈉離子電池的高安全長(zhǎng)循環(huán)壽命足夠于支撐電芯層面上在儲(chǔ)能系統(tǒng)端的應(yīng)用,當(dāng)然后端儲(chǔ)能系統(tǒng)也需要根據(jù)派克的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、風(fēng)能到液冷在大型儲(chǔ)能系統(tǒng)中的應(yīng)用等也一樣需要優(yōu)化。
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成本問(wèn)題:公司需要思考如何把鈉電的價(jià)格(不管是單體電芯的成本還是系統(tǒng)的成本)做到鐵鋰電池的下端。民用低速電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域?qū)r(jià)格的敏感性是非常高的,鉛酸電池的替換要小幾百塊錢(qián),鋰離子可能要到1000塊錢(qián),但鈉離子電池去替換鉛酸電池或去鋰電池的市場(chǎng)的銷(xiāo)售時(shí),價(jià)格要無(wú)限接近于目前而不能在中間,否則民眾心理的承受能力會(huì)比較有問(wèn)題。若解決了成本問(wèn)題,公司需要在它的電芯安全及壽命循環(huán)上做一系列的提升,因此公司需要利用廉價(jià)高性能的正極配合低成本的負(fù)極。公司在管理系統(tǒng)上根據(jù)電池不同的電化學(xué)性能做進(jìn)一步的優(yōu)化,眾鈉人員更多聚焦在硫酸鐵鈉電池,從正極材料層面上講,它原材料非常豐富,而且價(jià)格非常低廉,基本上所有原材料價(jià)格都可以很好的控制在小幾千塊錢(qián)一噸的水平上,并且在這個(gè)過(guò)程中它的能耗相對(duì)較低,環(huán)境效益很高,沒(méi)有廢氣、殘?jiān)?,適合配合負(fù)極。
鈉電產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題與前景:目前鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化遇到的問(wèn)題更多的是負(fù)極層面。負(fù)極的價(jià)格目前持續(xù)偏高,但根據(jù)公司目前與各個(gè)負(fù)極供應(yīng)商的溝通了解,公司有理由相信到23年或24年,負(fù)極的價(jià)格有望大幅降低,因此公司的目標(biāo)是把電芯的成本做到0.3以下,循環(huán)壽命做到8000次以下,保證確定安全性。
公司研發(fā)進(jìn)展:公司注冊(cè)成立于2021年1月份的,經(jīng)過(guò)快兩年的時(shí)間,公司首條硫酸鐵鈉材料線已經(jīng)啟動(dòng)了,且20gwh的電芯線也已經(jīng)立項(xiàng)了。在這個(gè)過(guò)程中,公司也在上個(gè)月把公司48伏20安的派克送到頭部低速電動(dòng)車(chē)企業(yè)進(jìn)行了應(yīng)用端的驗(yàn)證。目前公司真正做起來(lái)的工程是小批量市值的工程電芯,基本上是在15~20安之間的軟包電芯,其能量密度可達(dá)120瓦時(shí)每千克,循環(huán)穩(wěn)定性以及安全性能完全出乎公司預(yù)期,它的循環(huán)穩(wěn)定性非常的理想,到目前為止跑了大半年將近7000多圈,循環(huán)穩(wěn)定性仍維持在80%的水準(zhǔn)。另外,鈉離子電池在寬溫區(qū)有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),工作性能也可以達(dá)到85%左右。
硫酸鐵鈉電芯優(yōu)勢(shì):硫酸鐵鈉電芯優(yōu)勢(shì)是相對(duì)層狀氧化物來(lái)講工作電壓較高,且其工作電壓平臺(tái)更接近于高鎳三元的工作電壓平臺(tái)。這有利于它在it電子上的應(yīng)用,可能會(huì)比層狀氧化物和聚陰離子有更大優(yōu)勢(shì)。在安全性層面上考慮,公司也做了安全性測(cè)試,二三十的電芯在滿(mǎn)電狀態(tài)下經(jīng)過(guò)了針刺擠壓,過(guò)充過(guò)放等等一系列的操作仍不會(huì)冒煙不會(huì)爆炸,安全性能確實(shí)非常好。
公司發(fā)展:公司在12月底已經(jīng)完成了普瑞a輪的融資,同時(shí)圍繞蘇州的創(chuàng)新研發(fā)中心與鎮(zhèn)江園區(qū)的工程技術(shù)中心已經(jīng)從百?lài)嵓?jí)的材料線推向到了萬(wàn)噸級(jí)一期,有至少6000噸的一期線將在明年年初進(jìn)行籌建。
 
國(guó)聯(lián)研究院 肖必威:鈉離子電池正極材料的設(shè)計(jì)原理
今天報(bào)告內(nèi)容是關(guān)于層狀電池的發(fā)展歷程原則與能量密度的提升方式。
1)層狀電池的發(fā)展歷程原則
鈉電行業(yè)發(fā)展:目前鈉離子電池行業(yè)發(fā)展面臨三角悖論,即既要降低材料的成本,又要獲得高的能量密度,同時(shí)還想獲得材料的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這三點(diǎn)相互牽制導(dǎo)致鈉離子電池材料的發(fā)展受到了非常多的限制,比如說(shuō)用鎳成本就會(huì)提高,但不用鎳又難以獲得高的能量密度,且獲得高的能量密度就伴隨著各種各樣的陽(yáng)離子和陰離子的反應(yīng),又會(huì)影響的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此最終的目的是在這個(gè)三角悖論中尋求一個(gè)中間點(diǎn)來(lái)獲得這三種不同元素的平衡,然而在鈉離子電池最基本的材料組成上面都還存在一定程度的爭(zhēng)議,這個(gè)爭(zhēng)議在層狀三元體系里沒(méi)有持續(xù)太久,但是對(duì)于鈉來(lái)說(shuō),最基礎(chǔ)的這幾個(gè)問(wèn)題都沒(méi)有完全回答清楚,比如說(shuō)材料的組成組分、材料的微觀結(jié)構(gòu)等,這里頭涉及到一些P2相,O3相,P3加O3或者是其中的一些相互轉(zhuǎn)變,其層狀結(jié)構(gòu)的堆積方式還不是很明確,且在材料的互為有序化這些問(wèn)題上都還存在一定程度上面的困境。預(yù)計(jì)當(dāng)這些領(lǐng)域上面有比較明確的突破以后,可以完全去借鑒鋰離子電池三元形狀發(fā)展的歷程,相信這個(gè)歷程會(huì)大大的縮短鈉離子電池的開(kāi)發(fā)周期。

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正極材料的發(fā)展原則:第一,尋求廉價(jià)的元素,以層狀三元材料為例,需要去提高錳和其他廉價(jià)金屬的使用量、降低鎳的使用量、完全不用鈷,而降低鎳的使用量就是一個(gè)非常大的問(wèn)題所在。第二,需要探索不同的氧化還原機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)更多的容量以及更高的電壓,也就是說(shuō)用極少的鎳來(lái)實(shí)現(xiàn)容量的提升,防止結(jié)構(gòu)的一些不可逆的衰減,從物理的方式來(lái)阻止體積的膨脹變化,對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,還有電解液的整個(gè)的優(yōu)化。另外從它的處理性上面來(lái)說(shuō),發(fā)展原則還包括孔隙穩(wěn)定性、預(yù)鈉化的要求、擴(kuò)大化生產(chǎn)方式和比較容易的切入到鋰離子電池的生產(chǎn)過(guò)程。

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2)能量密度提升方式
提高能量密度:提高能量密度是在鈉離子電池?zé)o法避免的問(wèn)題,其方式有很多種,需要結(jié)合實(shí)際需求來(lái)考慮哪一種最合適:第一,可以提高充電容量,這個(gè)在三元的高鎳體系里經(jīng)常會(huì)用到,但這個(gè)伴隨著表面副反應(yīng)、氧的不穩(wěn)定性和一些相變問(wèn)題。第二,可以提高它的放電容量,這通??梢酝ㄟ^(guò)降低電壓來(lái)實(shí)現(xiàn),但可能會(huì)引起額外的相變,或者說(shuō)會(huì)造成在高的脫離狀態(tài)下面的結(jié)構(gòu)坍塌。第三,刻意提高材料的放電電壓,這也是我認(rèn)為對(duì)于鈉離子電池來(lái)說(shuō)應(yīng)該尤其關(guān)注的一種。目前對(duì)于材料方面的研究來(lái)說(shuō),更多的是集中在如何提高整個(gè)材料的平均放電電壓。

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P2相材料:當(dāng)P2相和O3相層狀材料都以4伏作為一個(gè)充電電壓截止平臺(tái)時(shí),可以發(fā)現(xiàn)P2相材料的平均電壓要高于O3相的、材料,但是 O3相材料的容量通常會(huì)高于P2相材料,基于此研究院開(kāi)發(fā)了第一種類(lèi)相的材料,即單晶相的P2相正極材料,其容量可達(dá)90, 1C容量可達(dá)將近90,0.1c高達(dá)101左右,低溫性能能夠?qū)崿F(xiàn)室溫的將近95%,對(duì)硬碳的全電池也表現(xiàn)出來(lái)比較不錯(cuò)的性能,整個(gè)體系目標(biāo)是用層狀材料實(shí)現(xiàn)高循環(huán)壽命和不錯(cuò)的能量密度,這是開(kāi)發(fā)的第一種材料。

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鈉錳鎳氧體系:篩選的過(guò)程中研究院使用鈉x錳y鎳1-y的體系來(lái)控制不同的鈉含量和不同的錳含量,來(lái)做了一個(gè)全體系的分析,進(jìn)而得到組分在不同的x和y的情況下到底會(huì)生成什么樣的相,最后發(fā)現(xiàn)是在一定區(qū)間以?xún)?nèi)它會(huì)完全形成P2相,在一定區(qū)間以?xún)?nèi)會(huì)形成P2O3的混合相,其他區(qū)間內(nèi)可能就會(huì)伴隨著氧化鎳的雜質(zhì)出現(xiàn)。最后研究院選擇了鈉0.85,錳0.6,鎳0.4這個(gè)點(diǎn),其處于一個(gè)P2O3混合相的區(qū)間內(nèi),那么對(duì)這個(gè)相目的猛進(jìn)行一定程度的替代的話,是能夠仍然保持在P2O3混合相的最終區(qū)間內(nèi),因此在這一個(gè)工作中主要是用錳鎳這個(gè)體系來(lái)指導(dǎo)P2O3混合相結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)。

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P2O3混合相的微觀結(jié)構(gòu):這個(gè)組分開(kāi)發(fā)出來(lái)不少比如基于肽的,基于銅的,基于鐵的,還有以鈉一基礎(chǔ)的,基于鐵的體系,我們也能得到一個(gè)比如純O3相。純O3相就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的層狀結(jié)構(gòu),但從O3和P2的混合相就能明顯看到, P2O3混合相不是各自獨(dú)立的,它實(shí)際上是存在于同樣的顆粒里頭的,而不同層之間的電子衍射也能夠得到這個(gè)結(jié)論。

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P2O3相結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性能:利用 P2O3的混合相結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)比較高的半電池循環(huán)性能,由于當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件還不具備多層軟包電池的條件,因此研究院用半年時(shí)間用這個(gè)材料組裝了單層的軟包電池,其也能夠保持725圈有92%的循環(huán)壽命,這個(gè)是單層氧混合電池的一些充放電的數(shù)據(jù)。但最終目的還是研究怎么樣提高材料充放電的電壓,因此也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)利用P2O3的混合相、通過(guò)P2O3不同的相共存的方式,來(lái)實(shí)現(xiàn)平均電壓的提升,其原理主要是由于當(dāng)輸電時(shí)O3轉(zhuǎn)為P3,而放電會(huì)從P3回到O3,因此從P3回到O3的電位非常短的,電壓也是非常低的,因此保證了整個(gè)體系放電的過(guò)程能夠在一個(gè)比較高的放電電位下進(jìn)行。

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O3型低鎳層狀正極材料:最近研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于純O3相的低鎳層狀正極材料來(lái)說(shuō),可以通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)控實(shí)現(xiàn)平均電壓的提高,而平均電壓的提高主要是由于對(duì)組分進(jìn)行一定程度上的優(yōu)化時(shí),放電曲線能夠比較向外凸,因此這個(gè)材料的放電電壓會(huì)比較高,利用這一個(gè)方式就合成了純O3相的一系列材料。這個(gè)材料的優(yōu)勢(shì)是它對(duì)鈉金屬的半電池是無(wú)機(jī)電壓平臺(tái)的,和nmf333及nmf442及nmf451整個(gè)體系做對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),其整體的放電數(shù)據(jù)時(shí)只用了0.2的鎳,卻實(shí)現(xiàn)了130瓦毫安時(shí)每克的容量。更關(guān)鍵的是這個(gè)體系實(shí)現(xiàn)了一個(gè)3.24伏的平均放電電壓,對(duì)于純O3相的正極材料來(lái)說(shuō)其實(shí)比較高了,通常只能做到3伏左右,公司也利用這個(gè)體系做了將近418瓦時(shí)每公斤的材料,且這個(gè)體系產(chǎn)生的前驅(qū)體原材料的成本概算相對(duì)nmf333這個(gè)體系能夠降低將近30%,即通過(guò)平均電壓的提升激活了鎳活性,實(shí)現(xiàn)了低電高容量同同時(shí)也降低了材料的成本,這個(gè)是目前得到的一個(gè)最新的進(jìn)展。

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總結(jié):第一,組分調(diào)控仍然是層狀鈉離子分離材料的發(fā)展關(guān)鍵,第二,高能量密度的實(shí)踐方式有很多種,提升平均放電電壓是比較有效的方法,可以利用P2O3的混合相來(lái)實(shí)現(xiàn)兩相的相互作用,從而提高平均電壓,而P2相自身具有高平均放電電壓,O3相材料可以通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)控實(shí)現(xiàn)高放電電壓,且低鎳高容量的實(shí)現(xiàn)方式還有較大的研究空間。
 
?特瑞公司工程碳材料部研發(fā)工程師 李啟東:鈉離子電池負(fù)極用硬碳的技術(shù)進(jìn)展
今天匯報(bào)的主要內(nèi)容是公司在鈉電硬碳材料方面的研究進(jìn)展。匯報(bào)分為行業(yè)背景、研究進(jìn)展、公司的觀點(diǎn)與展望三部分。
 1)行業(yè)背景:
鈉離子電池優(yōu)勢(shì):鈉離子電池的研發(fā)主要基于成本和資源的考慮。鈉離子電池能量密度和使用壽命介于鋰離子電池和鉛酸電池之間,鋰離子電池能量密度高,但由于鋰資源有限,成本近年呈上升趨勢(shì);鉛酸電池成本低,但能量密度不能滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求;而鈉離子電池成本低于鋰電池,未來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈成熟后,成本有望和鉛酸電池媲美,能量密度又比鉛酸電池高很多。因此,對(duì)于一些對(duì)能量密度有一定要求,同時(shí)又對(duì)成本也有較高要求的下游客戶(hù),如二輪電動(dòng)車(chē),A0類(lèi)型的小型乘用車(chē)的廠商,鈉離子電池的應(yīng)用就非常有優(yōu)勢(shì)。

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 硬碳研發(fā)方向:鈉離子電池的負(fù)極材料多種多樣,包括合金類(lèi),金屬氧化物硫化物,還和一些有機(jī)類(lèi)的等等,其中硬碳相對(duì)更具有商業(yè)化前景。但是目前硬碳材料還存在較多問(wèn)題,例如儲(chǔ)鈉容量相對(duì)較低,成本較高。成本方面,之前硬碳產(chǎn)品幾乎由日本公司所壟斷,價(jià)格非常高。如果以這樣的價(jià)格來(lái)制造鈉離子電池,基本上就完全喪失了其原本的成本優(yōu)勢(shì)。因此公司需要盡可能提高硬碳容量,同時(shí)降本。這張表展示了目前行業(yè)內(nèi)主流的硬碳材料研發(fā)技術(shù)路線,主要是在原材料方面有差異,且各有優(yōu)和劣。例如樹(shù)脂基容量高,并且結(jié)構(gòu)調(diào)控相對(duì)容易,但成本稍高。再如煤基成本較低,但雜質(zhì)含量較高,同時(shí)結(jié)構(gòu)調(diào)控也比較困難。

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 2)研發(fā)進(jìn)展:
貝特瑞綜合考慮材料的成本和性能后,采用了生物質(zhì)基的技術(shù)路線。技術(shù)基礎(chǔ)依托公司之前在鋰電硬碳方面的技術(shù)積累和經(jīng)驗(yàn),從老式樣品的性能優(yōu)化到鈉離子電池的構(gòu)建評(píng)測(cè),最終實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)基的大規(guī)模的生產(chǎn)。很多客戶(hù)會(huì)擔(dān)心生物質(zhì)基產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性問(wèn)題,擔(dān)心原料的產(chǎn)地或季節(jié)性改變。其實(shí)無(wú)需過(guò)于擔(dān)心,公司對(duì)原材料的檢測(cè)及生產(chǎn)有完備的管控標(biāo)準(zhǔn),只要參數(shù)能達(dá)標(biāo),產(chǎn)品的性能一定會(huì)非常穩(wěn)定。對(duì)比公司300這款產(chǎn)品與日本可樂(lè)麗公司type2這款競(jìng)品的性能:1)電化學(xué)方面:差不多,公司略好。2)價(jià)格方面,公司優(yōu)勢(shì)顯著。而公司的升級(jí)產(chǎn)品320,容量有所提升,也沒(méi)有犧牲其他性能。公司對(duì)320產(chǎn)品做了全鏈池測(cè)評(píng),匹配的正極材料為自研的三元層狀氧化物,測(cè)評(píng)結(jié)果表明320產(chǎn)品在倍率、循環(huán)及低溫等方面都表現(xiàn)很好。但是公司在測(cè)評(píng)中也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題,如電芯能量密度不及預(yù)期設(shè)計(jì),主因硬碳材料在容量無(wú)法完全釋放,這也是電解液體系帶來(lái)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,是行業(yè)共性問(wèn)題。因此在材料端,公司要開(kāi)發(fā)更高容的硬碳材料。

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高容硬碳材料的開(kāi)發(fā)方面,公司早有規(guī)劃,目前兩款高容硬碳在規(guī)劃進(jìn)行中試,即330和350。相對(duì)于300,這兩款產(chǎn)品在容量方面提升大,但是壓實(shí)和首效和300基本一致,因此反映在電芯層面,容量密度也會(huì)有所提升。

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對(duì)于項(xiàng)目未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃,公司的開(kāi)發(fā)理念是從機(jī)理出發(fā),根據(jù)客戶(hù)及市場(chǎng)在不同階段的需求,開(kāi)發(fā)不同性能指標(biāo)的產(chǎn)品,同時(shí)提供定制化的服務(wù),以滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品銷(xiāo)量、首效、壓實(shí)、循環(huán)等方面的要求。雖然硬碳儲(chǔ)量機(jī)理目前還存在爭(zhēng)議,但主流觀點(diǎn)仍是三階段的儲(chǔ)量機(jī)理。即斜坡區(qū),對(duì)應(yīng)著鈉離子在缺陷位的吸附,而在平臺(tái)開(kāi)始階段,對(duì)應(yīng)鈉離子在碳層間的嵌入。平臺(tái)后半段對(duì)應(yīng)著鈉離子在封閉孔的填充。根據(jù)公司的材料研發(fā)經(jīng)驗(yàn),公司提出了自己的理解。相信大家都聽(tīng)說(shuō)過(guò)烏鴉喝水的故事,硬碳材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)類(lèi)似于瓶子,瓶身相當(dāng)于硬碳內(nèi)部的封閉孔,而瓶頸的長(zhǎng)度相當(dāng)于一個(gè)晶疇的大小,寬度相當(dāng)于碳層間距,石子相當(dāng)于鈉離子。如果想要存儲(chǔ)更多的鈉離子,就需要更多的瓶子,也就是創(chuàng)造更多的封閉孔。想要更快的存儲(chǔ)鈉離子,即具有良好的動(dòng)力性能,就需要一個(gè)寬瓶口,就是需要碳層間距足夠大,這也為未來(lái)硬碳材料的開(kāi)發(fā)指明了方向。從時(shí)間來(lái)看,目前貝瑞特300產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),基本能滿(mǎn)足現(xiàn)階段能量密度的需求。而330和350計(jì)劃明年達(dá)到中試到量產(chǎn)的階段,同時(shí)公司也在繼續(xù)開(kāi)發(fā)更高容的產(chǎn)品,如容量為400甚至以上的產(chǎn)品。

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 3)公司觀點(diǎn)與展望:
對(duì)于未來(lái)硬碳的研發(fā)方向,性能角度主要有三個(gè)方面,高容量,高首效和高動(dòng)力學(xué)性能。高容量是指在不吸收壓實(shí)的情況下,把容量做的更高,這需要公司在硬碳的結(jié)構(gòu)調(diào)控方面做的更精細(xì),尤其是孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控方面。高首效方面主要是硬碳表面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,其中包括減少氧缺陷,減少比表以及優(yōu)化電解液體系等等,也可以通過(guò)預(yù)鈉化來(lái)提高首效。在高動(dòng)力學(xué)性能方面,為了讓公司的硬碳材料能夠在全電池體系中完全發(fā)揮出本身的容量,這涉及到電解體體系,材料本身的結(jié)構(gòu)及工藝過(guò)程的優(yōu)化。總的來(lái)說(shuō)未來(lái)的目標(biāo)是把硬碳材料的性能做到極致。同時(shí)公司也在思考下一代鈉離子電池的負(fù)極材料,是否會(huì)和鋰離子電池的發(fā)展歷程一樣,通過(guò)類(lèi)似合金化負(fù)極的應(yīng)用,以及固態(tài)電解質(zhì)、鋰金屬負(fù)極的應(yīng)用,把鋰離子電池的能量密度提升到450-500Wh/kg以 上。鈉離子電池的負(fù)極中也有很多高容量、合金化的材料,例如磷、硒等,有沒(méi)有可能在未來(lái)的發(fā)展中,通過(guò)這些材料使鈉離子電池保持較低的成本,同時(shí)具有較高的能量密度,這也是公司正在嘗試和思考的方向。
 
星源材質(zhì)研究院院長(zhǎng) 王艷杰:鈉離子電池用隔膜的研究以及應(yīng)用進(jìn)展
鈉電鋰電對(duì)比:鈉電是在鋰電的期待中誕生的,它的工作原理、材料體系與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和鋰電非常接近,區(qū)別則包括正極材料與現(xiàn)有的材料的不同。由于鈉電使用鈉的化合物,從最根本上來(lái)說(shuō),還是需要從它的工業(yè)安全以及供應(yīng)價(jià)格這兩個(gè)方面來(lái)考慮。而對(duì)于負(fù)極來(lái)說(shuō),它使用的硬碳與現(xiàn)在所使用的石墨化層狀碳的工藝比較接近,差異就不像正極和負(fù)極那么大。
安全性:需要從隔膜角度去考慮鈉電的電壓平臺(tái)和儲(chǔ)能能力,由于隔膜首先要保證安全和阻隔,因此要考慮的點(diǎn)比較偏向于它的通透性和安全性。在安全性這部分,鈉枝晶的生成與循環(huán)性能是有一定的關(guān)系的,因?yàn)閺恼麄€(gè)元素周期表來(lái)說(shuō),鈉是在下一層級(jí)上,即它的活潑性更高,在枝晶生長(zhǎng)方面,它也表現(xiàn)最明顯。
成本:成本和鈉的使用有關(guān)系,它保證了工業(yè)安全,特別是中國(guó)的工業(yè)安全,與能源的工業(yè)安全。對(duì)鈉的期望包括了低成本,然而目前即使在碳酸鋰漲價(jià)如此之高的情況下,納電的成本跟鋰電,特別是磷酸鐵鋰的成本,仍未占優(yōu)。盡管最終鈉是有成本優(yōu)勢(shì)的,但短期來(lái)看,我還是持一個(gè)觀望的態(tài)度。

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技術(shù):從隔膜角度出發(fā),有三種技術(shù)路徑來(lái)發(fā)展鈉電。第一,可以沿用鋰電的思路,這是最方便的、能保證供應(yīng)的且具有成本優(yōu)勢(shì)的辦法,無(wú)論濕法還是干法都有一定優(yōu)勢(shì)。第二,玻璃纖維材料也可以應(yīng)用到鈉電中,從技術(shù)上來(lái)看是有可能的,但實(shí)際上由于玻璃纖維比較厚,且層狀結(jié)構(gòu)堆積,因此它的強(qiáng)度一般比較差,厚度一般可以做到100微米,而針對(duì)隔膜的10微米來(lái)說(shuō),其厚度大了10倍左右。另外玻璃纖維的孔隙比較大,這對(duì)于它的放電來(lái)說(shuō),特別是對(duì)于比較容易生長(zhǎng)納枝晶來(lái)說(shuō),是非常不利的,這是一種無(wú)紡布類(lèi)型的。第三,可以對(duì)前兩種辦法進(jìn)行組合和涂覆,左邊是針對(duì)聚烯烴的涂覆,例如陶瓷,右邊是針對(duì)無(wú)紡布的涂覆,其實(shí)也主要是針對(duì)這三大類(lèi)的可能性,優(yōu)劣勢(shì)剛才也已經(jīng)講過(guò)。相對(duì)于正負(fù)極的很大變化來(lái)說(shuō),隔膜有一定的變化,但變化沒(méi)有那么大,基膜和涂覆也是鋰電中非常常規(guī)的方式,包括蜂巢做的一種測(cè)試也是類(lèi)似的,還是沿用到鋰電的思路去做鈉電測(cè)試的。所以公司對(duì)基膜做了一個(gè)開(kāi)發(fā),主要是它的力學(xué)強(qiáng)度和孔隙率,保證它有一定的抗穿刺能力和好的通過(guò)性。涂層方面?zhèn)戎赜诠δ苄?,分別是其安全性和穩(wěn)定性。

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隔膜解決方案-基膜:公司基膜可以做高強(qiáng)度的干法隔膜,其優(yōu)勢(shì)在于便宜,與大家想采用鈉電的初衷是比較契合的,只在干法隔膜上做一定的涂覆就基本上能實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能;濕法基膜可以做到高強(qiáng)度,對(duì)于抑制直徑穿刺來(lái)說(shuō)有比較好的效果。


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隔膜解決方案-涂覆:涂覆隔膜的耐熱性,也是沿用氧化鋁,就是現(xiàn)在的鋰電的一個(gè)常規(guī)的,基本上比如氧化鋁涂敷薄膜式涂覆這種類(lèi)型,因?yàn)橐粯拥墓緦?duì)水,單單車(chē)型和水分控制這一塊,也做了提升和改進(jìn)。如果對(duì)于它的耐熱性有更高要求,公司還有纖維的涂覆,或者針對(duì)這種比如交聯(lián)類(lèi)的方式的改進(jìn),這對(duì)鈉電熱安全例如熱箱穩(wěn)定性有非常大的幫助。
公司介紹:星源是中國(guó)最早做隔膜的企業(yè)之一,也是最早出口海外客戶(hù)的企業(yè)之一,于18年在深交所掛牌上市。目前公司有500多件專(zhuān)利,在行業(yè)內(nèi)居于首位,并已有6個(gè)生產(chǎn)基地和3個(gè)研發(fā)中心,分別在深圳、常州、南通、合肥以及瑞典,正在規(guī)劃階段的生產(chǎn)基地有4個(gè),總共就是10個(gè)生產(chǎn)基地和3個(gè)研究中心。到2025年公司產(chǎn)能有望達(dá)到161平的基膜與121平的涂覆,無(wú)論對(duì)于鋰電還是鈉電都會(huì)提供充足的產(chǎn)能保障和價(jià)格支撐。
 
多氟多創(chuàng)新發(fā)展部部長(zhǎng) 周陽(yáng):鈉離子電池電解質(zhì)關(guān)鍵材料
各位專(zhuān)家老師,下午好。我們是多氟多新材料股份有限公司,主要做無(wú)機(jī)氟化工,還有電解質(zhì)關(guān)鍵材料。
企業(yè)介紹:多氟多是全球最大的無(wú)機(jī)氟化工生產(chǎn)企業(yè),目前共用全球30%的六氟磷酸鋰和 40%的電池級(jí)氫氟酸。旗下有13家子公司,8000+名員工,包括有900+名工程師。在無(wú)機(jī)氟化工領(lǐng)域有10年以上的生產(chǎn)和品控經(jīng)驗(yàn)。多氟多平臺(tái)設(shè)備齊全,具備研發(fā)、分析檢測(cè)、電池測(cè)試等一系列研發(fā)生產(chǎn)平臺(tái)。公司成立于1999年。09年多氟多成為全球最大的氫氟酸的供應(yīng)商。10年登錄深交所,開(kāi)啟電池及新能源材料相關(guān)業(yè)務(wù)。11年六氟磷酸鋰量產(chǎn)成功。14年成為全球最大的六氟磷酸鋰供應(yīng)商。19年建成千噸級(jí)的LiFSI產(chǎn)線。公司目前有四大技術(shù)板塊,包括氟基新材料,半導(dǎo)體材料,新能源材料,還有鋰離子電池,包括動(dòng)力和儲(chǔ)能電池。
主要產(chǎn)品:包括六氟磷酸鋰、六氟磷酸鈉,LiFSi、NaFSi,二氟磷酸鋰,LiBF4,F(xiàn)EC 等。直至今年,多氟多的六氟磷酸鋰及六氟磷酸鈉產(chǎn)能合計(jì)已達(dá)55000噸,預(yù)計(jì)25年產(chǎn)能達(dá)165000 噸。

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六氟磷酸鈉主要生產(chǎn)工藝:核心在于高純度無(wú)水氫氟酸,也是多氟多最主要的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其生產(chǎn)流程較長(zhǎng),成品為高純度晶體六氟磷酸鈉。如今公司的六氟磷酸鈉技術(shù)已達(dá)第四代,初步實(shí)現(xiàn)全流程的連續(xù)化、無(wú)人化。六氟磷酸鈉的制備技術(shù)中,公司持有幾項(xiàng)特有技術(shù),諸如:集中制氣技術(shù)、連續(xù)合成技術(shù)、高效結(jié)晶技術(shù),從傳統(tǒng)單錐結(jié)晶變?yōu)榧s化、連續(xù)化的高效結(jié)晶,可以在最大程度上保證鋰鹽產(chǎn)品的穩(wěn)定性與批次一致性。
產(chǎn)能:21初步建成一套5000t每年的六氟磷酸鹽的產(chǎn)線,建設(shè)速度迅猛。公司現(xiàn)有 9 個(gè)螢石礦,在全國(guó)范圍內(nèi)有30萬(wàn)噸+的氫酸產(chǎn)能及1萬(wàn)噸的氟化鋰和氟化納的原料產(chǎn)線保證供應(yīng)。此外,在全國(guó)有三大主要的鋰鹽鈉鹽生產(chǎn)基地。
NaFSI性質(zhì)與制備介紹:當(dāng)前市面上所使用的鈉電池的主要電解質(zhì)仍以六氟磷酸鈉為主。但六氟磷酸鹽由于其固有性質(zhì),其溶液粘度較高。倘若溶液粘度高,電極極片便無(wú)法涂厚,動(dòng)力學(xué)性能會(huì)受很大影響。NaFSI鹽的好處在于其陰陽(yáng)離子的體積差距較大,因而相對(duì)粘度小很多,動(dòng)力學(xué)性能較好。因此可以涂覆的更厚一些,有助于提升整體鈉電池的能量密度。傳統(tǒng)的NaFSI合成方法是用碳酸鈉加雙氟酸,通過(guò)烘干出水。但在此過(guò)程中產(chǎn)生的水會(huì)造成較多的NaFSI水解。LiFSI 制備過(guò)程中便存在有這個(gè)問(wèn)題,NaFSI亦然。公司在LiFSI和NaFSI制備過(guò)程中都采用了創(chuàng)新技術(shù),通過(guò)無(wú)水反應(yīng)一步法制備成品,再通過(guò)原位溶解方式制備 LiFSI 或NaFSI 的液態(tài)鹽,由此在最大程度上保證產(chǎn)品質(zhì)量。


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成本:六氟磷酸鋰或者鈉,除其本身要用到的主鹽陽(yáng)離子,還要用到大量的磷元素和氟元素。FSI鹽主要元素來(lái)源較廣泛且較為廉價(jià),因而成本較低。因此雖然目前看來(lái)FSI相對(duì)貴一些,但倘若我們從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看,F(xiàn)SI鹽會(huì)更早達(dá)到成本平衡并在未來(lái)具有更大的成本優(yōu)勢(shì)。通過(guò)無(wú)水法工藝改進(jìn)生產(chǎn)方式后,NaFSI鹽的生產(chǎn)成本可降低15%,裝置投資可降低30%,生產(chǎn)效率可提高 50% 以上。
設(shè)備優(yōu)勢(shì):在研發(fā)和分析檢測(cè)方面,公司擁有國(guó)家認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室,尤其是分析中心。在分析中心,公司有多種高精度的儀器,包括SAP、MS、 XRD、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡、激光粒度儀等高精密儀器,可以提供全流程的品質(zhì)檢測(cè)支持。此外,公司也通過(guò)了多項(xiàng)認(rèn)證及質(zhì)量體系認(rèn)證。


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研發(fā)方面優(yōu)勢(shì):在研發(fā)思路上,公司開(kāi)發(fā)了基于鈉鹽型的新型添加劑。鈉鹽型添加劑,相對(duì)于傳統(tǒng)非離子型添加劑具有更好的成膜性能。我們會(huì)首先計(jì)算一下添加劑備選型的HOMO、LUMO軌道能級(jí),通過(guò)與一些傳統(tǒng)添加劑進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)而預(yù)測(cè)、判斷其成膜優(yōu)先性。公司自己合成了一種基于有機(jī)酸鈉鹽的新型添加劑。就以VC做比,在添加1%自研添加劑的情況下,整個(gè)電池的循環(huán)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于完全沒(méi)有VC和鈉鹽性添加劑存在的情況。此外,在研發(fā)體系過(guò)程中公司也建立了一個(gè)計(jì)算化學(xué)中心,通過(guò)分子模擬、軌道能級(jí)模擬、電子能級(jí)計(jì)算等方式對(duì)正極材料及電解質(zhì)材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè),從而指導(dǎo)研發(fā)過(guò)程??梢钥吹皆诠镜碾姵亟M裝測(cè)試線上,我們正制備一些新型的添加劑,目的在于達(dá)成在不出廠的情況下配置電解液,從而可以以最快的速度拿出結(jié)果,反饋到添加劑與電解質(zhì)材料的開(kāi)發(fā)上。公司全流程的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)采用數(shù)字化設(shè)計(jì),極大地保證了我們各方面的電解質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量。
下游商業(yè)應(yīng)用:公司的下游客戶(hù)包括 LG 化學(xué)、寧德時(shí)代、比亞迪、 ATL 現(xiàn)代、新宙邦等國(guó)內(nèi)外頂級(jí)主機(jī)廠、電池廠或電解液公司。公司接下來(lái)會(huì)堅(jiān)持致力于降低鈉鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,更好的服務(wù)行業(yè)發(fā)展。感謝各位,謝謝我的匯報(bào)完畢。
 
納諾研發(fā)總監(jiān) 廖啟忠:涂碳鋁箔在鈉離子電池體系的應(yīng)用和研究
鈉電集流體選擇:鈉電正極與負(fù)極材料均采用便宜的鋁箔,其他情況負(fù)極要用到銅箔,集流體有三種選擇,分別為普通的鋁箔,刻蝕鋁箔,涂炭鋁箔。鈉離子電池的負(fù)極使用硬碳,硬碳是一個(gè)很難拿捏的材料,因此使用普通鋁箔是有點(diǎn)問(wèn)題的。有些鈉離子電池的正極使用聚陰離子化合物和一些非金的化合物,例如剛才眾鈉的產(chǎn)品,這種產(chǎn)品的導(dǎo)電性不好,有點(diǎn)像磷酸鐵鋰一樣。同時(shí)鈉離子電池的話為了獲得高的能量密度,每平方米的面密度都會(huì)做的比較高,這時(shí)用普通的鋁箔會(huì)影響性能。另外一個(gè)選擇是刻蝕鋁箔,其一般情況下在20+μ,對(duì)能量密度比較低的鈉離子電池不是很友好,同時(shí)刻蝕鋁箔容易斷帶,價(jià)格不便宜,所以刻蝕鋁箔一般只有在研究上使用,工業(yè)化時(shí)鈉離子電子很少用刻蝕鋁箔因此鈉離子電池的最佳選擇就是涂碳鋁箔。

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公司簡(jiǎn)介:公司成立于2013年,目前是全球最大的涂炭鋁箔的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家,目前每個(gè)月涂炭鋁箔的出貨量大概在5000噸左右,在廣州的番禺,廣州的南沙,杭州的蕭山以及洛陽(yáng)都有工廠。
技術(shù)要點(diǎn):涂碳鋁箔是在鋁箔上涂上一層保電的涂層,提高鋁箔和極料之間的粘結(jié)力,降低極料跟鋁箔之間的界面電阻,從而提升電池的性能。涂炭鋁箔的涂層一般是由導(dǎo)電劑跟粘結(jié)劑組成,沒(méi)有活性物質(zhì),導(dǎo)電劑在一般情況下會(huì)選擇不同的導(dǎo)電劑作為復(fù)配,提升涂層的導(dǎo)電性,還有一個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn)是保證界面接觸時(shí)有較低的接觸電阻,這個(gè)說(shuō)起來(lái)比較簡(jiǎn)單,但實(shí)際上做起來(lái)時(shí)有很多的東西在里面。粘合劑的選擇上要保證涂層跟集流體要粘得好,同時(shí)要保證粘結(jié)劑有很好的耐電解液性能,還有很好的電化學(xué)穩(wěn)定性。目前市場(chǎng)上的粘合劑能滿(mǎn)足這種要求的一般不多,目前公司的粘合劑都是自產(chǎn)自用,涂碳鋁箔的涂層的話是一個(gè)多孔的涂層結(jié)構(gòu),那么在磯料涂布的時(shí)候,磯料會(huì)與涂炭箔的涂層有適度的溶合,融合適度是很重要的,融合的太好也不行,太差也不行。


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在壓濕時(shí),需要嵌入到涂上火的涂層內(nèi),由此可以大幅度增加表面接觸面積,降低電阻,進(jìn)而使連接電明顯增強(qiáng)。電池在循環(huán)過(guò)程中,由于涂層的涂炭和涂層的緩沖作用減少了基料在膨脹和收縮過(guò)程中的剪切率,循環(huán)性能得以提升。該技術(shù)一般會(huì)被應(yīng)用于兩種場(chǎng)合,一種是用于保持現(xiàn)有配方,主要目的在于提高極片剝離力,減少掉粉,提高循環(huán)性能;此外就是調(diào)整配方,降低粘合劑的用量。倘若采用涂炭鋁箔,則能大幅度提高界面的粘結(jié)力,此時(shí)就可以降低粘合劑的用量。從我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看的話,粘合劑的用量減少15%到30%之間后,電池的內(nèi)阻倍率性能、低溫性能都會(huì)有明顯的改善。

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不同系列涂炭箔產(chǎn)品及其用途介紹:公司目前有一系列涂炭箔的產(chǎn)品,其中大批量生產(chǎn)地主要有069系列,067系列與065系列。此外,公司有抗過(guò)充、抗針刺的專(zhuān)用涂層及超高粘力的073系列,主要是用于高純度磷酸錳鐵鋰上的藍(lán)煙材料,以及主要用于固態(tài)電池的074系列超高溫涂炭鋁箔。對(duì)于鈉離子電池而言,我們一般建議使用069系列的涂炭箔。069系列分為兩種:06973x與06973。二者差別在于,一個(gè)是以炭黑為主的體系,一個(gè)的話是以石墨為主的體系。一般情況下建議大家使用以炭黑為主的體系,除非存在特殊的要求,譬如:要求高溫性能或要求顏色淺,或要求在圖層上焊接等。對(duì)于鈉離子電池的水性體系用的涂炭鋁箔,目前我們已量產(chǎn)好長(zhǎng)時(shí)間,總共有064系列,066系列,064系列,主要用于鈉離子電池的水性正極和水性負(fù)極。鋰離子電池的水性正極,一般是磷酸鐵鋰。至于064g它的優(yōu)點(diǎn)則在于有一定的耐水性,能夠用于水性漿料,耐電解液,而且有很好的高溫循環(huán)和高溫存儲(chǔ)性能。但它有個(gè)缺點(diǎn)就是耐水性比較差,低速徒步的時(shí)候的話可能會(huì)有縮孔及轉(zhuǎn)移不良的問(wèn)題。為了解決轉(zhuǎn)移徒步時(shí)的轉(zhuǎn)移不良問(wèn)題,我們?cè)?64g3的基礎(chǔ)上,研發(fā)了064g3r產(chǎn)品,它可以明顯的改善涂布工藝的轉(zhuǎn)移不良的外觀問(wèn)題。

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066是新開(kāi)發(fā)的一個(gè)產(chǎn)品,效果很好,甚至以后可能會(huì)完全取代064g3。該產(chǎn)品的特殊性在于其采用了互創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)的特殊技術(shù),因而具有很好的耐水性,用在水系電極中一般不會(huì)出現(xiàn)縮口和轉(zhuǎn)移不良的問(wèn)題,帶水性很高。但其生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜,一般情況下公司只進(jìn)行集中批量生產(chǎn),生產(chǎn)成本較高。對(duì)于水系的漿料,在逐步的過(guò)程中會(huì)存在很多的一些問(wèn)題,一般情況下會(huì)有兩類(lèi)問(wèn)題:轉(zhuǎn)移不良的問(wèn)題與運(yùn)輸不良的問(wèn)題。它的改善的方法有三種,分別是降低漿料的粘度,降低涂布的速度以及使用干法和晾。

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除此之外還存在有不良外觀的問(wèn)題。這種問(wèn)題在剛涂出來(lái)時(shí)是沒(méi)有的,在走料的過(guò)程中便會(huì)慢慢出現(xiàn)并且變嚴(yán)重。一般情況下是圓形的而中間有凹陷,,像個(gè)火山口。在面密度比較小,漿料粘度比較低,濕度涂布濕度比較低的情況下,會(huì)出現(xiàn)一些表面的異物點(diǎn)。改善的辦法在于提高漿料的粘度與涂布的速度。在SDR體系里面,如果把SBR的量加大,有利于減少受損和轉(zhuǎn)移。我們還發(fā)現(xiàn),如果這些玻璃化溫度比較低,它也不容易產(chǎn)生縮孔而轉(zhuǎn)移不了的問(wèn)題。在基料中添加一些醇類(lèi)和表面活性劑,會(huì)明顯的改善出口方面的問(wèn)題。但需要注意的是,一般情況下應(yīng)該在混料的時(shí)候就是加進(jìn)去,否測(cè)效果不明顯,同時(shí)還需注意純度。


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制作工藝:轉(zhuǎn)移涂布的方式容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)移不良以及縮口。干法混料極料則粘度較小且穩(wěn)定,不易產(chǎn)生縮孔與轉(zhuǎn)移不良。提高極料的的粘度或涂布的面密度能明顯改善縮孔問(wèn)題。對(duì)于轉(zhuǎn)移涂布,加大轉(zhuǎn)移涂布過(guò)程的速比,對(duì)減少縮孔和轉(zhuǎn)移不良效果明顯。不同的涂布方式對(duì)水系極料的涂布外觀及其極片剝離力有很大影響。我們公司本身有一個(gè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室,可以做 18650 的電池與軟包貼片。正因上述問(wèn)題的存在,我們實(shí)驗(yàn)室有轉(zhuǎn)移涂布,刮涂,也有擠出涂布,主要為滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。從涂布的均勻性來(lái)說(shuō),擠出涂布最好,刮涂最差。從涂布外觀來(lái)說(shuō),擠出涂布外觀是最好,轉(zhuǎn)移涂布最差。極片剝離力從大到小,刮涂最好,擠出涂布最差。極片剝離力的差異主要在于不同的涂布方式下的作用力不同:擠出涂布的作用力很弱,粘結(jié)界面的缺陷較多,因而其極片剝離力最低。這種差異在壓實(shí)前表現(xiàn)的特別明顯,且與集流體表面粗糙度相關(guān)。擠出涂布時(shí),粗糙的極材會(huì)帶入更多空氣到界面中,在漿料太稠時(shí)更為明顯。界面內(nèi)的空氣會(huì)降低有效接觸面積,從而使剝離力降低。同樣都是粗糙的表面,在刮涂和轉(zhuǎn)移涂布過(guò)程中,由于其作用力較大,帶入空氣小,以及粗糙的表面提供了更大的接觸面積,從而剝離力較高。以上便是全部?jī)?nèi)容,感謝大家的聆聽(tīng)。

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參會(huì)人員:
奇瑞新能源汽車(chē)有限公司副院長(zhǎng)、奇達(dá)動(dòng)力電池有限公司總經(jīng)理曾祥兵
上海通用五菱股份有限公司技術(shù)中心智能平臺(tái)首席科技官兼電腦化總監(jiān)邵杰
重慶長(zhǎng)安汽車(chē)股份有限公司電池開(kāi)發(fā)副總工程師吳振豪
中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)王子冬
 
董:
這些年鈉離子電池很熱門(mén),它又具有“長(zhǎng)寬高”(長(zhǎng)壽命、寬溫區(qū)、高安全)等優(yōu)勢(shì),受到行業(yè)追捧,國(guó)家也有政策來(lái)支持鈉離子電池的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題。目前鈉離子電池能量密度已經(jīng)可達(dá)130~160wh/kg,高于最初磷酸鐵鋰電池應(yīng)用時(shí)的指標(biāo),在儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車(chē)等方面也被認(rèn)為有很好的應(yīng)用前景,今天請(qǐng)大家一起來(lái)探討一下其主要的應(yīng)用前景:
 
Q1:鈉離子電池的能量密度現(xiàn)在可達(dá)130~160wh/kg,是否滿(mǎn)足新能源汽車(chē)的需求?
 
奇瑞汽車(chē)副院長(zhǎng)曾祥兵:
我們回到13年到15年,當(dāng)時(shí)磷酸鐵鋰(能量密度)是120wh/kg左右,(三元)111體系是160h/kg左右。奇瑞(當(dāng)時(shí))剛好開(kāi)發(fā)了首款EQ電動(dòng)車(chē),搭載續(xù)航大概150公里。從整車(chē)應(yīng)用的角度看,130~160wh/kg也就是13年到15年的磷酸鐵鋰和111三元的能量密度狀態(tài),可以滿(mǎn)足A00級(jí)平臺(tái)的車(chē)在150公里~200公里續(xù)航。所以我們作為整車(chē)廠也在密切關(guān)注。剛才也聽(tīng)到各廠家的一些交流,我更希望有真正可以推出量產(chǎn)的產(chǎn)品來(lái)進(jìn)行深入交流、做整車(chē)的匹配,希望能真正的推到整車(chē)應(yīng)用端。
 
上汽通用五菱CTO邵杰:
基于電芯級(jí)別,其實(shí)目前大家可能還沒(méi)最終鎖定電芯的產(chǎn)品形態(tài),因?yàn)椴牧象w系較多。我認(rèn)為(130~160wh/kg)這個(gè)能量密度是可以應(yīng)用的,但是要針對(duì)性地跟主機(jī)廠配合,做出電芯尺寸,在充分利用整車(chē)空間的基礎(chǔ)上達(dá)到一定短距離的續(xù)航里程的應(yīng)用實(shí)用性是足夠的。充分利用空間后也有機(jī)會(huì)讓電池pack系統(tǒng)能量密度最好做到大于95以上,這樣也可以拿到一些美國(guó)的稅。目前做出來(lái)的基礎(chǔ)電芯我覺(jué)得可以用,但是很多電池廠可能還沒(méi)有最終鎖定電芯的尺寸形態(tài),還存在一些理論評(píng)估。我們也和曾院長(zhǎng)一樣希望各電池廠盡快推出一些樣品或者真正推到量產(chǎn),我們主機(jī)廠很樂(lè)意配合大家去做相關(guān)的驗(yàn)證。
 
長(zhǎng)安汽車(chē)副總工程師吳振豪:
目前電動(dòng)車(chē)的發(fā)展階段相較于早期已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。早期嘗試開(kāi)發(fā)電動(dòng)車(chē)時(shí)磷酸鐵鋰和三元111的能量密度也不是特別高,經(jīng)過(guò)這些年的快速發(fā)展和技術(shù)高速迭代,目前我們對(duì)能量密度的要求有很大的提升。針對(duì)現(xiàn)在高能量要求,我個(gè)人覺(jué)得要結(jié)合鈉電池的“長(zhǎng)寬高”特性。1)因?yàn)樗芰棵芏缺容^低,如果做長(zhǎng)續(xù)航車(chē)型等高電量應(yīng)用的話沒(méi)有很大的優(yōu)勢(shì),那么它的高安全特性就體現(xiàn)不出來(lái)??梢栽诘统杀竞透吖β蔬@兩個(gè)方向上深入做一些文章,比如用它做一些對(duì)電量要求較低的車(chē)型,可以很大程度降低插混成本,讓消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)插混車(chē)型時(shí)有一個(gè)比較好的營(yíng)銷(xiāo)點(diǎn)。2)具體到應(yīng)用上,要結(jié)合它的特點(diǎn)去設(shè)計(jì)一些比較有優(yōu)勢(shì)的電芯形態(tài),在pack層級(jí)甚至是整包層級(jí)發(fā)揮鈉離子材料體系的優(yōu)點(diǎn)。3)目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不是特別成熟。因?yàn)檐?chē)用電池對(duì)儀器要求非常高,如果鈉電池只是在小電量車(chē)型里去應(yīng)用,那么需要解決供應(yīng)鏈的一些問(wèn)題,還必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛的人車(chē)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)通過(guò)后才會(huì)有應(yīng)用場(chǎng)景??偨Y(jié)來(lái)說(shuō)我比較看好鈉電池在插混領(lǐng)域的利用,也就是充分發(fā)揮它高功率和低成本的兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。
 
董:
剛才吳總講的非常重要,鈉電池現(xiàn)在和鋰電池相比要充分揚(yáng)長(zhǎng)避短,如果電池成本與能量型的鋰電池相比優(yōu)勢(shì)不容易突出的話,那么往偏功率方面走一走。剛才有專(zhuān)家也介紹快充的性能會(huì)好一些,快充性能好就是功率性能好,請(qǐng)各位特別關(guān)注這一點(diǎn)。現(xiàn)在功率型電池恐怕比能量型電池價(jià)格要高一倍,如果(鈉電池)和能量型(電池)比優(yōu)勢(shì)不明顯,很可能與功率型對(duì)比優(yōu)勢(shì)就顯示出來(lái)了。
 
創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)王子冬:
鈉電池最近確實(shí)比較熱,但是鈉電池的角色一直是“備胎”?,F(xiàn)在碳酸鋰的漲價(jià)不是太正常的,如果鈉電池不能迅速把自己的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)出來(lái),鋰電池受到?jīng)_擊后降價(jià)的空間和手段也很厲害,可以從現(xiàn)在的50~60萬(wàn)/噸降回原來(lái)的4~5萬(wàn)/噸、5~6萬(wàn)/噸。所以鈉電池要真正找準(zhǔn)定位,不是說(shuō)現(xiàn)在就能替代(鋰電池),只是補(bǔ)充。有了鈉電池補(bǔ)充,讓鋰可以回歸理性,這就是它最大的作用。能量密度其實(shí)130~140wh/kg都?jí)蛴?,沒(méi)有必要追求那么高。
 
董:
我認(rèn)為現(xiàn)在鈉電池主要還是體系沒(méi)有建立,不會(huì)長(zhǎng)期做“備胎”。如果中國(guó)的鈉電池發(fā)展好,估計(jì)“鋰佩克”就成立不起來(lái)了,這對(duì)于全世界都是一件非常重要的事。而且剛才長(zhǎng)安的吳總也講過(guò),(鈉電池)用在偏功率型的電池上可能也有好的效果。前面曾總提到,最初磷酸鐵鋰和三元(能量密度)也就130~160wh/kg,(續(xù)航)也能做200公里。其實(shí)現(xiàn)在要做不止這么多。我認(rèn)為在專(zhuān)用純電底盤(pán)情況下,130~160wh/kg做到300~400(公里)也是很有可能的。比亞迪那款車(chē)最大程度的加大了電池倉(cāng)的體積,解決了電池在車(chē)上應(yīng)用的體積能量比問(wèn)題,這個(gè)問(wèn)題在專(zhuān)用底盤(pán)之后實(shí)際上已經(jīng)得到了很大的改善。
 
Q2:鈉電池的正極材料目前主要為層狀氧化物,聚陰離子型,普魯士藍(lán)類(lèi)似物。這三種正極材料各具特點(diǎn),未來(lái)哪種正極材料組裝的鈉離子電池更適合應(yīng)用在新能源汽車(chē)中?
 
奇瑞汽車(chē)副院長(zhǎng)曾祥兵:
總的來(lái)說(shuō),我認(rèn)為未來(lái)普魯士藍(lán)有可能會(huì)先應(yīng)用在整車(chē)上,因?yàn)樗鄬?duì)來(lái)說(shuō)開(kāi)發(fā)成熟一些。如果(應(yīng)用)在小車(chē)上,對(duì)于工藝改善、循環(huán)壽命改善以及低溫改善可能會(huì)帶來(lái)一些新的應(yīng)用突破。
 
上汽通用五菱CTO邵杰:
這幾種材料我們感覺(jué)走在前面、量產(chǎn)快一點(diǎn)的可能會(huì)是層狀氧化物,但是客觀來(lái)說(shuō)其實(shí)我們不是特別關(guān)心,主要是看效果。因?yàn)檎w看我發(fā)現(xiàn)鈉電電壓波動(dòng)范圍實(shí)在太廣了,對(duì)現(xiàn)有三電體系造成的影響大家應(yīng)用時(shí)會(huì)有體會(huì)。所以我希望不要特別管這個(gè),哪一個(gè)材料能解決問(wèn)題,以及能怎么匹配比如一些AB電池,或者其他一些新的,不一定要找到一個(gè)完美的材料體系才能應(yīng)用。從目前推進(jìn)的角度看,我覺(jué)得層狀氧化物可能會(huì)快,但是還有提升空間,希望電壓波動(dòng)不要太大。電壓波動(dòng)大了效率很差,除非鈉電的成本足夠低。
 
董:
邵總剛才講的非常重要,(鈉電池)得用好才行,雖然鈉離子電池和鋰離子電池基本原理、主要生產(chǎn)流程都差不多,但差不多不行。不同(車(chē))的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配不一樣,不同電池匹配也不一樣,我們還是要多做工作,電池企業(yè)要多做工作,整車(chē)企業(yè)也要多做工作。
 
長(zhǎng)安汽車(chē)副總工程師吳振豪:
我個(gè)人觀點(diǎn),這三種材料從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看1)聚陰離子我個(gè)人不是特別看好,首先它克容量較低,本來(lái)鈉電池容量密度就不具優(yōu)勢(shì),克容量低的話這個(gè)短板又加強(qiáng)了。此外,釩本身是稀缺并且有毒的礦物產(chǎn)品,如果大規(guī)模應(yīng)用,釩資源又會(huì)成為“卡脖子”的問(wèn)題。2)普魯士藍(lán)這一類(lèi)材料首先要解決兩個(gè)問(wèn)題,之后可能應(yīng)用前景會(huì)比較好。第一個(gè)問(wèn)題是說(shuō)它的結(jié)晶水怎么去控制,我們有什么工藝能夠把結(jié)晶控制的很好。第二個(gè)是它里面含有氰基團(tuán),電芯熱失控情況下這種集團(tuán)具不具備脫離的危險(xiǎn)性。這兩個(gè)問(wèn)題如果不能很好的解決,我個(gè)人認(rèn)為它的應(yīng)用前景有限的。3)從目前進(jìn)展以及長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,我個(gè)人認(rèn)為層狀氧化物成為主流正極材料的可能性很大,特別是鐵鎳錳體系。因?yàn)殍F鎳錳體系本身成本就很低,基本可以認(rèn)為是在不銹鋼主要成分里面再添加一點(diǎn),這樣即使大規(guī)模應(yīng)用成本也不會(huì)受到很大(沖擊),資源也比較充沛。第二個(gè),供應(yīng)條件上跟目前三元材料條件基本相近,產(chǎn)線基本可以通用。如果后面鈉電池能夠大規(guī)模應(yīng)用,就不需要再重復(fù)投資產(chǎn)線,可以節(jié)省很大的成本,而且傳統(tǒng)三元材料廠可以直接轉(zhuǎn)型。同時(shí)這款材料還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),它充放電曲線以及電壓的平臺(tái)性能相對(duì)來(lái)說(shuō)比較好控制,我們?cè)谙到y(tǒng)層級(jí)做一些管理系統(tǒng)也比較容易,所以如果能夠解決鈉容易吸水融出和電壓平穩(wěn)性問(wèn)題,我個(gè)人認(rèn)為它會(huì)成為大應(yīng)用。
 
 
創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)王子冬:
其實(shí)這幾種材料誰(shuí)行誰(shuí)不行現(xiàn)在還不好說(shuō),畢竟我們還沒(méi)有見(jiàn)到真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的,最終還是市場(chǎng)來(lái)檢驗(yàn)。就像十五六年前,那時(shí)也說(shuō)鋰電池行,但實(shí)際上拿不出來(lái)能用(的產(chǎn)品),我印象中一直到了08、 09年才逐漸有了比較成熟的東西,但那時(shí)成本很高,用了五六年時(shí)間把成本降下來(lái)。現(xiàn)在鈉電池也面臨這個(gè)問(wèn)題,我們現(xiàn)在說(shuō)它成本好像有優(yōu)勢(shì),但真做的時(shí)候發(fā)現(xiàn)這個(gè)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮不出來(lái),所以產(chǎn)業(yè)鏈上方方面面的事情都沒(méi)做好準(zhǔn)備的情況下,說(shuō)它便宜恐怕是不行的。行業(yè)同仁要齊心協(xié)力把這些障礙解決才行,現(xiàn)在就說(shuō)鈉電池已經(jīng)可以如何還有點(diǎn)早。
 
董:
子冬講得特別好,鋰電池一開(kāi)始也不是那么好用、成本也高,我們用了好幾年才把它做下來(lái),也會(huì)用了,用多了成本也降下來(lái),鈉電池應(yīng)該是同樣。我希望大家看見(jiàn)哪個(gè)好用的,就在鋰電池為主的前提下分出一部分經(jīng)費(fèi)和人力資源開(kāi)始用鈉電池,東西好用是要用出來(lái)的。技術(shù)的互相匹配本身就是產(chǎn)品發(fā)展的一個(gè)重要方面,本身好是一個(gè)方面,匹配好更是。
 
Q3:為了更好的滿(mǎn)足鈉離子電池在新能源汽車(chē)上的應(yīng)用,鈉離子電池的負(fù)極材料,電解液、隔膜、集流體應(yīng)如何與正極材料匹配才能提升鈉電池的各項(xiàng)性能?
 
上汽通用五菱CTO邵杰:
我們很關(guān)注鈉電在兩輪車(chē)上的應(yīng)用。最初大家論證它(鈉電)是低成本,現(xiàn)在兩輪車(chē)上率先能用,所以我們很關(guān)注在那里去拉動(dòng)包括負(fù)極、隔膜產(chǎn)業(yè)鏈整體的協(xié)同。兩輪車(chē)規(guī)模也不小,如果能在那里拉動(dòng),又能有成本優(yōu)勢(shì),我覺(jué)得對(duì)于下一步整個(gè)產(chǎn)業(yè)都是很好的跳板。我們主機(jī)廠現(xiàn)在也在積極聯(lián)系,想提早一步同步開(kāi)展。
長(zhǎng)安汽車(chē)副總工程師吳振豪:
材料體系這一塊我們主機(jī)廠沒(méi)有做過(guò)太深入研究,用類(lèi)比法看目前我們認(rèn)為負(fù)極材料的提升空間要更大一點(diǎn)。同樣都是碳材料,硬碳跟石墨相比目前無(wú)論是克容量、首次效率,還是壓縮密度都低很多。從原理上來(lái)講,雖然鈉離子體積比鋰離子更大,需要的材料運(yùn)動(dòng)空間更快,但是我認(rèn)為在鈉離子運(yùn)動(dòng)空間機(jī)器設(shè)計(jì)上還有很大的提升空間。
 
創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)王子冬:
我覺(jué)得先別過(guò)多說(shuō)鈉電池比鋰電池優(yōu)越多少,我們現(xiàn)在要熟悉、真的學(xué)會(huì)用。很多東西用的過(guò)程中可能還會(huì)有新的創(chuàng)意或者改進(jìn),從而走向更成熟,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。
主持人:
今天我們邀請(qǐng)的各位專(zhuān)家和主講嘉賓從很多方面做了精彩分享,時(shí)間關(guān)系我們的技術(shù)研討會(huì)到此結(jié)束,感謝所有的參會(huì)嘉賓和代表!疫情當(dāng)下,我們祝大家身體健康,期待2023年再聚,謝謝大家!

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