肽锂电池吗 不明白钠电池,钛电池为啥不行?看看锂电池新规吧:续航差太远了

小编 2024-10-17 锂离子电池 23 0

不明白钠电池、钛电池为啥不行?看看锂电池新规吧:续航差太远了

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12月11日,据工信部表示,为进一步加强锂离子电池行业管理,推动行业转型升级和技术进步,对《锂离子电池行业规范条件》和《锂离子电池行业规范公告管理暂行办法》进行修订,并推出2021新规版本。

随着新规推出,2018年的规范条件也将废止。

小雷了解到,新规定要求企业在电池生产工艺、生产环境、电池安全测试等方面具有相应的检测和控制能力。此外,《规范条件》要求,

消费型单体电池能量密度不小于230Wh/Kg,电池组能量密度不低于180Wh/Kg,聚合物单体电池体积能量密度不小于500Wh/L,500次充放循环后依旧能保证80%或以上的电池容量。

储能型单体电池能量密度不应低于145Wh/Kg,电池组能量密度不小于100Wh/Kg,其电池容量应该在充放循环5000次以上依旧能维持80%以上。此外,新规对于正极材料以及负极材料的含量要求相比2018年的都有所提升。

新规定对电池及其生产企业提出了更高的要求,作为全球首屈一指的锂离子电池供应商宁德时代,近两年在新能源汽车动力电池装机量方面一直把竞争对手远远甩开,要适应2021规范条件应该不是问题, 但我们都知道,国内的电池供应商远远不止宁德时代、比亚迪,还有国轩高科、中创新航、蜂巢能源、亿纬锂能等企业,如果排在后面的企业跟不上,供应估计就要受影响了。

锂离子电池目前广泛应用与汽车、智能手机等设备上,经过几年的技术迭代,能量密度、安全性、电池寿命等方面已经获得很大的进步。不过,锂电池的原料价格一路走高,制造商获得的利润越来越少,而且由于钴元素的存在,废旧电池对环境的影响也比较大,厂商都在寻找能够替代锂电池的新技术。

钛电池以及钠离子电池是目前被认为可以替代锂电池的两种方向,一方面是原料更容易获得,制造成本更低,对环境影响更小。然而,这些技术普遍都遇到了同样的烦恼,那就是其电池密度和生命周期无法和锂电池、铅酸电池抗衡。据悉,在相同体积下,钠离子电池的平均能量密度比磷酸铁锂要低20%,想要完全替代锂电池,那么钠电池的能量密度可能要到200Wh/Kg以上才行。

不论如何,工信部的新规能够推动锂电池行业的向前进步,对于消费者,就意味着能够消费到采用更安全、续航更强锂电池的产品,小雷很期待后续电池技术的发展,要是成本也能降下来就更好了。

钠电池会否颠覆锂电池主导地位?

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“钴被炒起来了,大家就去搞无钴;镍被炒高了,大家就都不要镍,但锂还在。”近日,宁德时代董事长曾毓群在公司2020年度股东大会上谈及上游原材料涨价问题时,透露了另一重要信息,钠电池技术已成熟,将于7月发布相关产品。

消息一经发布,旋即引发行业热议,我国钠电池产业发展情况如何?是否会重构现在以锂电池为主的市场格局?

重获市场关注

钠电池是一种使用钠离子(Na+)作为电荷载体的可充电电池,主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,其原理与锂电池相似。

其实,钠电池并非新事物,早在上世纪70年代,钠电池研究几乎与锂电池同步开展,但受制于研究条件等原因,发展一度陷入停滞。同时,锂电池大干快上,迅速实现在电子消费、计算机、通讯网络、电动汽车等领域的全面覆盖。

当前电池原材料价格不断上涨,给正在快速发展的动力电池企业带来巨大压力。数据显示,碳酸锂现货均价89000元/吨左右,较年初上涨约67%;氢氧化锂现货均价为89500元/吨左右,较年初上涨达80%。涨价原因主要是由于电动汽车和储能两大市场快速放量,需求激增。

全球70%左右锂资源集中在南美洲,我国80%的锂资源依靠进口,为破解锂资源“卡脖子”问题,相关企业将目光投向钠电池。据了解,钠电池使用的电极材料主要是钠盐,相较于锂盐而言,储量更丰富,价格更低廉。“氯化钠炒不起来,因为盐很多。”曾毓群表示。

目前,全球约有20家企业致力于钠电池研发,包括英国Faradion、日本岸田化学、美国Natron Energy等公司,以及我国的中科海钠、钠创新能源、星空钠电等。2018年6月,中科海钠推出国内第一辆钠电池低速电动汽车,掀开了钠电池发展的新篇章。

产业化面临稳定性等挑战

“钠电池可以沿用现有锂电池材料、电芯生产工序和生产装备,规模量产没有明显瓶颈。”中国科学院物理研究所研究员胡勇胜向记者表示,钠电池已逐步从实验室走向实用化应用,目前国内在钠电池产品研发制造、标准制定及市场推广应用等方面已走在世界前列,行业即将商业化应用。

那么,未来钠电池是否会颠覆锂电池主导地位?从需求侧来看,市场对动力电池的要求可以分为四个维度,即能够满足更高容量、更快充电速度、更安全和更低成本。据了解,目前钠电池单体能量密度在90-150Wh/Kg,相比磷酸铁锂电池150-180Wh/Kg、三元体系锂离子电池200-280Wh/Kg,还存在较大差距。但同时,钠电池在充放电倍率性能、高低温性能、循环性能等方面不落下风,甚至更具优势。此外,钠离子少用或几乎不用稀有金属,其正极和负极的集流体都可使用廉价的铝箔,能在提升电池安全性的同时,进一步降低成本。

不过,原材料供给成本低,并不意味着钠电池成本更低。“钠电池不是刚推出来就很便宜,目前供应链规模还小,不够成熟,可能比锂电池贵一些。”曾毓群表示,钠电池还需要一个发展过程。

中泰证券研究所有色行业首席谢鸿鹤也指出,钠电池产业化应用还面临一系列问题,包括电解质、电极和电解质界面的稳定性,相关产业配套及废弃电池的可回收性还有待进一步研究解决。

定位“高安全储能电池”

在业内人士看来,锂离子电池仍是未来新能源车动力电池主流技术路线。

“全球锂资源储量能满足新能源汽车发展需求,同时锂离子电池性能更优异。”谢鸿鹤认为,钠电池未来应用场景或将集中在储能、低速新能源汽车、小动力领域,不能完全替代锂电池在新能源汽车中的应用。

胡勇胜进一步介绍,钠电池产品将主要应用于150Wh/kg以下场景,提供宽温区、更安全、更高倍率、更低成本的储能电池,可以作为有益的补充,支撑和保障锂电池发展,在一定程度上缓解因锂资源短缺而引发的储能电池发展受限问题,并逐步替代铅酸电池。在他看来,目前钠电池定位是作为最具经济性的高安全储能电池,预计规模化后可以达到铅酸电池的价格、锂电池的性能。

值得一提的是,国家发改委、国家能源局近日联合印发的《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》指出,要坚持储能技术多元化,加快飞轮储能、钠电池等技术开展规模化试验示范。这也是钠电池首次写入国家层面发展规划,获政策“力挺”。

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