差异化路线生产高电压钠电P2正极材料,「驼峰新能源」已建成千吨级中试线 早期项目
文|王方玉
编辑 | 苏建勋
作为锂离子电池的补充,钠离子电池是近两年十分热门的赛道。钠电具备资源丰富、成本低廉、低温性能优异、安全性高等优势,更贴合储能、备电、小动力等对能量密度要求较低且价格敏感的应用场景,有着巨大的成长潜力。
目前,钠电赛道当下的技术差异路线主要集中在正极材料上,主要有三条技术路径——层状金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类。其中,层状金属氧化物路径的能量密度相对较高,循环性能优异,倍率性能好,已经成为钠电正极材料的主流路线之一。
不同于目前市场上普遍采用的O3层氧正极材料路线,湖南驼峰新能源有限公司(以下简称“驼峰新能源”)公司专注于P2路线层状金属氧化物钠电正极材料的研发和制造。公司成立于2022年,目前已完成第一代产品的量产开发,并已建成高电压P型钠电正极材料中试生产线。
36碳制图
相比O3路线,P2层氧正极材料路线具备独特优势,近来获得了越来越多的关注。
“相比目前普遍采用的O3路线,P2的水稳定性强,循环结构稳定,电压平台高,体积变化小,压实密度高,有着很大的发展潜力。” 驼峰新能源创始人兼总经理李魁对36氪表示。
其中,水稳定性是P2层氧正极材料的一大突出优势。“O3材料的水敏感性更高,由于容易吸水且遇水不稳定,钠电生产线往往需要极为严格的控湿。使用O3材料不利于把电池容量做大,不利于后续的降本。这正是P2材料的优势所在。”李魁表示。
据介绍,P2层氧正极材料经过在水中搅拌浸泡30hr以后,经XRD、红外光谱和电化学测试后,晶体结构和材料电化学性能均没有变化。基于此特性,该材料可以水系匀浆,取代传统油系匀浆工艺,无需使用有机溶剂,降低电池生产制造过程成本的同时,避免了污染,符合现代社会对绿色、环保能源产品的需求。
此外,得益于高熵结构设计,P2层氧正极材料还消除了原始结构在充放电过程中的相变,这种稳定的晶体结构同时为该型材料带来了非常优秀的循环表现。据介绍,目前将该材料做成的18650全电池循环数据已经跑到超过2800周,容量保持率高于92%,预期寿命超10000周,在大型储能上有广泛的应用场景。
据李魁介绍,驼峰新能源的P2路线层氧正极材料目前已经在多家头部电池厂测试,打通了户外电源,UPS储备电源,家庭储能、低温储能等多个应用场景,今年有望实现百吨级出货。
团队方面,驼峰新能源的核心团队均拥有超过10年的电化学材料工程化经验及电芯开发生产经验。其中,创始人兼董事长曹文涛深耕26年,历任长沙矿冶研究院经营部长、长远锂科常务副总,长沙友合金属材料董事长。联合创始人兼总经理李魁先后担任湖南瑞翔总经理助理,湖北江宸副总经理,中伟新材料研发总监,拥有丰富的技术和产业化经验。
为了满足未来的市场需求,驼峰新能源于今年启动万吨级的生产基地建设。李魁表示,钠电产业目前还处在产业爆发的前期,无论是正负极材料、电池还是后端应用都还没有大规模铺开,驼峰新能源会与产业链全链条共同储备,共同发力,为国内钠电产业的发展贡献力量。
锂电池的日常使用常识
为了更好的使用你手中的智能设备,你必须了解下面这些关于锂电池的常识。
1.电池需要激活吗?
回答是肯定的,但这不是用户们要做的事。锂离子电池在出厂以前要经过如下过程:锂离子电池壳灌输电解液---封口----化成,就是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充分浸润电解液,充分活化,以容量达到要求为止,这个就是激活过程。
分容,就是测试电池的容量选取不同性能(容量)的电池进行归类,划分电池的等级,进行容量匹配等。这样出来的锂离子电池到用户手上已经是激活过的了。其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态,激活以后再封口,这个工序也只可能有电芯生产厂家来完成了。
总而言之,电池激活那不是用户需要考虑的事情。
2.前三次要充12小时吗?
答案是不需要充12小时。
早期的手机镍氢电池因为需要补充和涓流充电过程,要达到最完美的充饱状态,可能需要5个小时左右,但是也是不需要12个小时的。而锂离子电池的恒流恒压充电特性更是决定了它的深充电时间无需12个小时。
3.充电电池有最佳状态吗?
有一种说法就是,充电电池使用得当,会在某一段循环范围出现最佳的状态,就是容量最大。这个要分情况,密封的镍氢电池和镍镉电池,如果使用得当(比如定期的维护,防止记忆效应的产生和累计),一般会在100~200个循环处达到其容量的最大值,比如出厂容量为1000mAh的镍氢电池用了120次循环后,其容量有可能达到1100mAh.
对于锂离子电池,却根本不存在这样一个循环容量的驼峰现象,从锂离子电池出厂到最终电池报废为止,其容量的表现就是用一次少一次。在对锂离子电池做循环性能测试的时候也从来没有看到过有容量回升的迹象。
所以,锂离子电池没有最佳状态。
值得一提的是,锂离子电池更容易受环境温度的变化而表现不同的性能,在25~40度的环境温度会表现其最好性能,而低温或高温状态,他的性能就大打折扣了。要使你的锂离子电池充分展现它的容量,一定要细心的注意使用环境,防止高低温现象,比如手机放在汽车的前台上,中午的太阳直射很容易就可以使其超过60度,北方的用户的电池待机时间,同等网络情况下,就没有南方的用户长了。
误区:许多人喜欢把手机电量用到自动关机再充电。这个完全没有必要。
有另外一种关于循环寿命的衡量方法,就是时间。有专家提出一般民用的锂离子电池的寿命是2-3年,结合实际的情况,比如以60%的容量为寿命的终止,加上锂离子电池的时效作用,用时间来表述循环寿命我认为更为合理。
所以,对于锂离子电池,没有必要用到关机再充电,锂离子电池本来就适合用随时充电的方式进行使用,这也是他针对镍氢电池的最大优势之一,请大家善加利用这个特性。
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