據介紹,鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似,均為“搖椅式”。鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移。

不過相較鋰離子,鈉離子體積較大,在材料結構穩定性和動力學性能方面要求更嚴苛。

寧德時代多年來深耕鈉離子化學體系材料的研發:在正極材料方面,寧德時代采用瞭克容量較高的普魯士白材料,創新性地對材料體相結構進行電荷重排,解決瞭普魯士白在循環過程中容量快速衰減這一核心難題;

在負極材料方面,因為鈉離子無法像鋰離子一樣,在石墨間自由穿梭。寧德時代開發瞭,能夠讓大量鈉離子存儲和通行,具有獨特孔隙結構的硬碳材料,其具有克容量高、易脫嵌、優循環的特性。

電解液方面,寧德時代開發瞭能夠適應當前新型正極、負極材料的電解液體系。制造工藝方面,鈉離子電池可以與目前的鋰離子電池制造工藝和設備相兼容。

基於材料體系的一系列突破,寧德時代研發的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優異的熱穩定性、良好的低溫性能與高集成效率等優勢。

其電芯單體能量密度高達160Wh/kg,這也是目前全球最高水平。而熱穩定方面,鈉離子電池達到瞭遠超國標的水平。

總體來看,鈉離子電池的能量密度,略低於當前的磷酸鐵鋰電池,但是鈉離子電池在“嚴寒”地區、快速充放電和高放電功率的性能方面,表現更為優異,具有明顯優勢。

常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上;在-20°C低溫環境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統集成效率可達80%以上;

此外,在電池系統集成方面,寧德時代還開發瞭AB電池解決方案,可以實現鈉離子電池與鋰離子電池的集成混合共用。

將兩種電池集成到同一個電池包中,按照一定的比例和排列進行混搭,串聯、並聯、集成,通過BMS的精準算法,進行不同電池的均衡控制,實現二者電池性能的取長補短。

既彌補瞭鈉離子電池在現階段的能量密度短板,也發揮瞭它高功率、低溫性能的優勢。這樣的鈉鋰電池系統,就能夠應用於更多復雜場景。

目前,寧德時代已啟動鈉離子電池產業化佈局,2023年將形成基本產業鏈。寧德時代表示,歡迎相關研究機構、上遊材料供應商和下遊電池應用端一起參與,共同加速鈉離子電池產業鏈的完善和發展。

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