福建寧德2021年7月29日 /美通社/ -- 7月29日,寧德時代新能源科技股份有限公司成功舉行了首場線上發(fā)布會,董事長曾毓群博士發(fā)布了寧德時代的第一代鈉離子電池,同時,創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包也在發(fā)布會上首次亮相。作為寧德時代創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的又一里程碑式成果,鈉離子電池將為能源清潔化和交通電動化提供全新解決方案,推動“碳中和”目標(biāo)早日實現(xiàn)。
突破鈉離子電池技術(shù)瓶頸
隨著“碳中和”成為全球共識,新能源產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入到多層次、多類型、多元化發(fā)展階段,愈發(fā)細(xì)分的市場對電池提出了差異化的需求;同時,世界范圍內(nèi)對于電池基礎(chǔ)材料的研發(fā)速度正在加快,這為鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化打開了雙向窗口。
鈉離子電池有著與鋰離子電池相似的工作原理,主要通過鈉離子在正負(fù)極之間的嵌入、脫出實現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。然而,相較鋰離子,鈉離子體積較大,在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動力學(xué)性能方面要求更嚴(yán)苛,這也成為鈉離子電池遲遲難以商用的瓶頸。
寧德時代多年來深耕鈉離子化學(xué)體系材料的研發(fā):在正極材料方面,寧德時代采用了克容量較高的普魯士白材料,創(chuàng)新性地對材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排,解決了普魯士白在循環(huán)過程中容量快速衰減這一核心難題;在負(fù)極材料方面,寧德時代開發(fā)了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料,其具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。
基于材料體系的一系列突破,寧德時代研發(fā)的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢。其電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;在-20攝氏度低溫環(huán)境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上;熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
第一代鈉離子電池即可應(yīng)用于各種交通電動化場景,尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢,又可靈活適配儲能領(lǐng)域全場景的應(yīng)用需求。
四大創(chuàng)新支撐三大方向
打造世界一流的創(chuàng)新科技公司,為人類新能源事業(yè)做出卓越貢獻(xiàn),是寧德時代的愿景。為此,寧德時代在三大戰(zhàn)略發(fā)展方向上不懈努力:一是,以可再生能源發(fā)電和儲能,替代固定式化石能源;二是,以動力電池助力電動車發(fā)展,替代移動式化石能源;三是以電動化+智能化的集成應(yīng)用創(chuàng)新,加快各領(lǐng)域的新能源替代進(jìn)程。作為三大發(fā)展方向的支撐,寧德時代形成了材料與化學(xué)體系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、極限制造、商業(yè)模式四大創(chuàng)新體系,形成從前沿基礎(chǔ)研究,到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,再到大規(guī)模商業(yè)化的快速轉(zhuǎn)化能力。
材料與化學(xué)體系的基礎(chǔ)研究是關(guān)鍵。寧德時代董事長曾毓群表示,有人認(rèn)為電池的化學(xué)體系已很難創(chuàng)新,只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)。“但我們認(rèn)為,電化學(xué)的世界,就像能量魔方,未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知,我們樂此不疲地探索著其中的奧秘。”
曾毓群介紹,寧德時代構(gòu)建了高通量材料集成計算平臺,在原子級別對材料進(jìn)行模擬計算和設(shè)計仿真,憑借對原理的深刻理解,借助先進(jìn)的算法和強(qiáng)大的算力,尋找各種材料基因的結(jié)合點,開發(fā)出更適合鈉離子電池的各類材料,推動其進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的快速通道,并不斷迭代。下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標(biāo)是200Wh/kg以上。
在系統(tǒng)創(chuàng)新方面,寧德時代在電池系統(tǒng)集成方面另辟蹊徑,開發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方案,即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進(jìn)行混搭,集成到同一個電池系統(tǒng)里,通過BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統(tǒng)解決方案既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板,也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能好的優(yōu)勢。以此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為基礎(chǔ),可為鋰鈉電池系統(tǒng)拓展更多應(yīng)用場景。
多維布局推動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化
在發(fā)布會上,寧德時代研究院副院長黃起森博士介紹,在制造工藝方面,鈉離子電池可以實現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的完美兼容,產(chǎn)線可進(jìn)行快速切換,完成產(chǎn)能快速布局。目前,寧德時代已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局,2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。寧德時代表示,歡迎相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、上游材料供應(yīng)商和下游電池應(yīng)用端一起參與,共同加速鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。
曾毓群認(rèn)為,“碳中和”催生了萬億瓦時級的電池需求,推動了新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,新的應(yīng)用場景不斷產(chǎn)生,給了不同技術(shù)施展的舞臺。多元化的技術(shù)路線,也將助力產(chǎn)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展。
關(guān)于寧德時代
寧德時代新能源科技股份有限公司是全球領(lǐng)先的新能源創(chuàng)新科技公司,致力于為全球新能源應(yīng)用提供一流解決方案。2018年6月,寧德時代于深圳證券交易所上市,股票代碼300750。根據(jù)SNE Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計,寧德時代動力電池使用量連續(xù)四年排名全球第一,已擁有全球最廣泛的整車廠合作伙伴。寧德時代的發(fā)展目標(biāo)是以先進(jìn)電池和風(fēng)光水等可再生能源的高效電力系統(tǒng),替代傳統(tǒng)化石能源為主的固定和移動能源系統(tǒng),并以電動化+智能化為核心,實現(xiàn)市場應(yīng)用的集成創(chuàng)新,為此,持續(xù)在材料體系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、極限制造以及商業(yè)模式四重維度突破創(chuàng)新。