自然界中鈉儲量豐富,其地殼豐度是鋰元素的400倍以上。如果將其中1%做成鈉電池,按照全球儲能每年新增1TWh計算,能滿足150億年的儲能需求。但是時至今日,鈉電的發(fā)展不及預(yù)期,這讓大家產(chǎn)生了兩大認(rèn)知誤區(qū),即鈉離子電池市場容量小和鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程慢。

12月12日,海辰儲能在其第二屆生態(tài)日上發(fā)布了首款電力儲能專用鈉離子電池 ∞Cell N162Ah,讓極端環(huán)境實現(xiàn)鈉電選擇自由。

∞Cell N162Ah鈉離子電池采用聚陰離子(磷酸焦磷酸鐵鈉正極搭配硬碳負(fù)極)的技術(shù)路線,專為寬溫高倍率儲能場景而生,在循環(huán)性能、寬溫域和大倍率充放電性能以及能量效率等方面具有顯著優(yōu)勢,能夠更好地滿足當(dāng)下電力儲能全場景需求。

打開鈉電儲能新世界

預(yù)計2025年四季度,∞Cell N162 Ah鈉離子電池將實現(xiàn)GWh量產(chǎn),助力鈉電儲能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速,正式開啟電力儲能鈉電時刻。

海辰儲能電池研究院院長鄭建明博士指出:“從一定程度來講,鈉電產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程之所以一推再推,是因為鈉電沒有找到真正大規(guī)模的應(yīng)用場景,而‘大場景驅(qū)動大產(chǎn)業(yè)’,電力儲能是能驅(qū)動鈉電產(chǎn)業(yè)規(guī)?；拇髴?yīng)用場景”。

全方位創(chuàng)新與優(yōu)化,逐一破解鈉電技術(shù)難題

在當(dāng)下鈉電主要技術(shù)路線里,傳統(tǒng)層狀氧化物、普魯士藍(lán)/白技術(shù)這兩條路線很難在循環(huán)壽命和高溫穩(wěn)定性上滿足儲能需求,安全保障的挑戰(zhàn)性也很大,這些限制了其在儲能中的應(yīng)用。

相比之下,聚陰離子(磷酸焦磷酸鐵鈉正極)技術(shù)路線以其長壽命、高溫穩(wěn)定、高安全的優(yōu)勢,成為解鎖鈉電儲能潛力的關(guān)鍵路徑。

聚陰離子技術(shù)路線的鈉電是打開鈉電儲能的正確方式

歷經(jīng)3年多研發(fā),海辰儲能在電池材料、電極配方設(shè)計、以及電芯設(shè)計等方面進(jìn)行了全方位優(yōu)化。針對磷酸焦磷酸鐵鈉正極材料電子電導(dǎo)率較低的問題,海辰儲能采用均質(zhì)高導(dǎo)電包覆策略提升材料電子電導(dǎo)率;同時,海辰儲能聚焦優(yōu)化電極設(shè)計,構(gòu)筑高效、穩(wěn)定的互穿導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),電極的電子電導(dǎo)率提升3個數(shù)量級,實現(xiàn)了材料顆粒間高效均勻脫嵌鈉。

硬碳負(fù)極方面,海辰儲能通過構(gòu)筑迅捷孔道,提升負(fù)極嵌脫鈉速率,負(fù)極可以實現(xiàn)4C倍率快充循環(huán),壽命與1C倍率相比不發(fā)生衰減,為實現(xiàn)超長循環(huán)壽命提供了充足的動力學(xué)冗余。此外,硬碳負(fù)極嵌鈉過程基本上可實現(xiàn)~0膨脹,遠(yuǎn)小于鋰離子電池石墨負(fù)極10%的膨脹,可以顯著抑制硬碳負(fù)極因體積膨脹/收縮導(dǎo)致的界面副反應(yīng),減少電解液消耗,保證長循環(huán)壽命。

針對鈉電的電解液與硬碳負(fù)極的特殊相互作用機制,海辰儲能設(shè)計微鍵合電解液配方實現(xiàn)快速離子傳導(dǎo),在保證鈉離子電荷傳遞動力學(xué)的基礎(chǔ)上,降低副反應(yīng),實現(xiàn)高溫穩(wěn)定性及長循環(huán)壽命。

2萬次超長循環(huán)壽命, ∞Cell N162Ah樹立鈉電性能新標(biāo)桿

基于全方位的技術(shù)創(chuàng)新,∞Cell N162Ah鈉離子電池實現(xiàn)了長壽命、寬溫域、高倍率、高能效、高安全等特性,堪稱儲能六邊形戰(zhàn)士。特別是∞Cell N162Ah鈉離子電池具有超長的循環(huán)壽命,在25℃、1P功率條件下進(jìn)行充放電循環(huán),4000次容量保持率高達(dá)94.2%,預(yù)測至70%SOH時循環(huán)壽命超過20,000次。同時,∞Cell N162Ah鈉離子電池的高溫循環(huán)穩(wěn)定性得到了顯著的提升,45℃循環(huán)4000次容量保持率高達(dá)92.5%, 樹立了鈉電性能新標(biāo)桿。

循環(huán)壽命超過20000次

超高安全性能,安全更有保障

得益于具有高熱穩(wěn)定性的磷酸焦磷酸鐵鈉正極搭配硬碳負(fù)極的技術(shù)路線及電池化學(xué)體系的優(yōu)化,∞Cell N162Ah鈉離子電池具備良好的安全性能。同時,∞Cell N162Ah還具有0V超長貨架期存儲的特性,在0V條件下存儲后,與剛下線的新電池相比,容量零損失,循環(huán)性能不受影響。

0V電池為模組組裝、運輸?shù)葞碇T多好處。在組裝過程中,即使正負(fù)極短接,也不會出現(xiàn)打火花、觸電等危險。運輸過程中,電池被碾壓或預(yù)制艙系統(tǒng)發(fā)生側(cè)翻等異常情況均不會出現(xiàn)燃燒、爆炸等危險,為電芯及系統(tǒng)的存儲、組裝、運輸提供較高的人身和財產(chǎn)的安全保障。

量產(chǎn)就緒,鈉電產(chǎn)業(yè)化提速

鈉電儲能市場的發(fā)展,離不開產(chǎn)業(yè)鏈的共建。如今,國內(nèi)已有數(shù)家具備千噸級磷酸焦磷酸鐵鈉正極材料生產(chǎn)能力的供應(yīng)鏈伙伴,萬噸級產(chǎn)線也在建設(shè)中,鈉電的市場規(guī)模有望在未來3年達(dá)到千億元量級。

海辰儲能全球首款電力儲能專用鈉離子電池∞Cell N162Ah的發(fā)布,標(biāo)志著海辰儲能實現(xiàn)“鋰鈉互補、鋰鈉齊飛”的產(chǎn)業(yè)布局。這不僅將對鈉電儲能的商業(yè)化應(yīng)用起到極大推進(jìn)作用,同時也會進(jìn)一步完善和壯大鈉電儲能產(chǎn)業(yè)鏈,更好地滿足高溫、高寒、高功率等復(fù)雜儲能應(yīng)用場景需求。

展望未來,海辰儲能將繼續(xù)站在儲能技術(shù)的前沿,以“快人一步”的創(chuàng)新,全力挖掘和釋放鈉電儲能的巨大潛力,助推儲能產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展。