寧德時(shí)代發(fā)布第一代鈉離子電池！鈉離子電池有哪些優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景介紹

7月29日，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司成功舉行了首場(chǎng)線上發(fā)布會(huì)，董事長(zhǎng)曾毓群博士發(fā)布了寧德時(shí)代的第一代鈉離子電池，同時(shí)，創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包也在發(fā)布會(huì)上首次亮相。

作為寧德時(shí)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(dòng)化提供全新解決方案，推動(dòng)“碳中和”目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。

1、突破鈉離子電池技術(shù)瓶頸

隨著“碳中和”成為全球共識(shí)，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(chǎng)對(duì)電池提出了差異化的需求；同時(shí)，世界范圍內(nèi)對(duì)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(kāi)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(guò)鈉離子在正負(fù)極之間的嵌入、脫出實(shí)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(dòng)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(shí)代多年來(lái)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(shí)代采用了克容量較高的普魯士白材料，創(chuàng)新性地對(duì)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(guò)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(shí)代開(kāi)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(shí)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(shì)。

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°C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(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。

第一代鈉離子電池既可應(yīng)用于各種交通電動(dòng)化場(chǎng)景，尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢(shì)，又可靈活適配儲(chǔ)能領(lǐng)域全場(chǎng)景的應(yīng)用需求。

2、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(shí)代的愿景。為此，寧德時(shí)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(chǔ)能，替代固定式化石能源；二是，以動(dòng)力電池助力電動(dòng)車發(fā)展，替代移動(dòng)式化石能源；三是以電動(dòng)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(shí)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(shí)代董事長(zhǎng)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(lè)此不疲地探索著其中的奧秘。”

曾毓群介紹，寧德時(shí)代構(gòu)建了高通量材料集成計(jì)算平臺(tái)，在原子級(jí)別對(duì)材料進(jìn)行模擬計(jì)算和設(shè)計(jì)仿真，憑借對(duì)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(diǎn)，開(kāi)發(fā)出更適合鈉離子電池的各類材料，推動(dòng)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(shí)代在電池系統(tǒng)集成方面另辟蹊徑，開(kāi)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(gè)電池系統(tǒng)里，通過(guò)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(shì)。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(chǎng)景。

3、多維布局推動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化

在發(fā)布會(huì)上，寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森博士介紹，在制造工藝方面，鈉離子電池可以實(shí)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(shí)代已啟動(dòng)相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。

寧德時(shí)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(wàn)億瓦時(shí)級(jí)的電池需求，推動(dòng)了新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，新的應(yīng)用場(chǎng)景不斷產(chǎn)生，給了不同技術(shù)施展的舞臺(tái)。多元化的技術(shù)路線，也將助力產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。