鈉離子電池電話會議紀要

鈉離子電池電話會議紀要【核心結(jié)論】：未來鈉離子電池具備成本低、安全性好等優(yōu)勢、是三元高鎳技術(shù)路線的很好補充！1、產(chǎn)業(yè)進程：目前鈉離子電池相當(dāng)于2013~2014年的鋰離子電池。2、產(chǎn)品參數(shù)：大規(guī)?；娦境杀緦⑦_到0.2-0.3元/wh，目前單體能量密度120wh/kg（天花板能夠做到200wh/kg），目前循環(huán)次數(shù)在3000次。3、應(yīng)用場景：未來應(yīng)用面向儲能、基站、低速車、低端乘用車等市場。4、材料變化：正極：有多元體系和磷酸體系（都不含鋰）；負極：石墨改用硬碳；隔膜：無變化；電解液：鋰鹽由六氟磷酸鋰改用六氟磷酸鈉，添加劑無變化，溶劑用到碳酸丙烯酯PC；集流體：銅箔改用鋁箔；5、制造工藝：和鋰電池制造工藝接近，設(shè)備可以沿用鋰電池電池產(chǎn)線，電池廠無重置成本。6、安全性：優(yōu)于鋰電池，熱失控溫度比鋰電池要高，容易失活（鈍化、氧化）。【嘉賓發(fā)言】

鈉離子電池發(fā)展現(xiàn)狀：研發(fā)背景：鋰資源是稀缺資源，分布也不均勻，中國很稀缺，研究人員將目光轉(zhuǎn)向納離子電池。發(fā)展歷程：鈉離子電池和鋰離子電池是在上世紀七八十年代同一時間被發(fā)明出來的，其同屬于簡樸金屬，鈉離子電池生產(chǎn)難度較高，被發(fā)明出來后，缺少跟進，90年經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化推廣得到技術(shù)應(yīng)用。研發(fā)進展：經(jīng)過2010年-2020年間十年研究，世界上頂級國家實驗室和知名大學(xué)做鋰電池研究的研究課題組都已經(jīng)開始了鈉離子電池的研發(fā)。中國有兩個科技研究所做的最早，一個是中科院物理化學(xué)所，一個是上海交通大學(xué)物理化學(xué)研究所，2010年開始研發(fā)。交大物理化學(xué)所在于14年做出成品鈉離子電池，并于15年在上海交通大學(xué)電子創(chuàng)新生產(chǎn)上發(fā)布了一個電池儲能系統(tǒng)。目前已經(jīng)有幾個平臺在做研發(fā)。C公司15年開始，做了4-5年，目前進步神速，隊伍強大，比得上寧德早期鋰電池研發(fā)隊伍的一半。鈉離子動力電池優(yōu)勢：鈉離子少用或者幾乎不用稀有金屬；可以盡可能降低其他稍微貴一點的金屬，降低到一個極低含量，用一些鐵鋁、錳等金屬，這些元素就是非常一個廉價的元素，支持可持續(xù)的發(fā)展，支撐巨大的市場需求；鈉離子電池集流體用鋁箔，重量相比銅箔降低10%；鋁箔價格低于銅箔好幾倍。鈉離子電池產(chǎn)業(yè)進展：國內(nèi)：主要是上海交大納創(chuàng)新能源，堅持做銅氧化物、星空納電、中科海納等國際：首先，英國牛津大學(xué)主導(dǎo)的法拉第公司，13年開始，15年做出電池系統(tǒng)，歐美研發(fā)效率較低，研發(fā)成本巨大；其次，法國科學(xué)院15年開始做樣品，做磷酸礬納電池，能量密度比較低，90gwh/kg，價格也比較高。最后是夏普北美研究院，15年開始做，可以做到單電池5000次循環(huán)?！締柎瓠h(huán)節(jié)】

1.對比鈉離子電池和鋰離子電池的發(fā)展歷程，鈉離子電池能量密度大概發(fā)展到了一個什么水平？（1）目前鈉離子電池進展的速度應(yīng)該達到了14年左右的鋰離子電池的一個技術(shù)水平，包括循環(huán)壽命，能量密度，倍率性能。（2）我們目前已經(jīng)做到每公斤的單體能量面120wh電池的能量密度了，循環(huán)壽命接近3400或往上，工藝進一步成熟，我相信做到4400~5000次循環(huán)應(yīng)該沒有問題。2.成熟的階段后跟現(xiàn)在的鋰離子電池相比成本會比低大概多少？（1）鋰鹽價格有較大波動，鈉離子電池不太會隨著資源特別是大宗商品的波動而波動，它有自己穩(wěn)定的非?？煽康膬r格的體系。（2）小規(guī)模以后物料價格接近5毛錢/wh。4~5毛錢一瓦時。技術(shù)進一步成熟、規(guī)模進一步擴大，最終能降到2毛錢左右。3.鈉離子電池對電池材料體系影響？負極：鋰電子電池最核心的是石墨，鈉離子電池核心用硬碳，硬碳這個材料里面有一些微孔。正極：跟鋰的電池類似，結(jié)構(gòu)也是一樣。鈉離子電池有非常重要的氧化物，我們目前主要做三元，磷酸礬鈉，性能非常好，容量大改120mA/g，此外還有還有普魯士藍路線，非常便宜，不到1萬一噸，原料廉價易得，但結(jié)晶水不容易去掉。隔膜：用主流的隔膜完全沒有問題。電解液：將六氟磷酸鋰換成六氟磷酸鈉，六氟磷酸鈉價格不會波動，規(guī)?；髸阋朔€(wěn)定很多。溶劑：目前用的是碳酸酯，跟鋰離子電池一模一樣，跟鋰離子電池充放電原理也一模一樣。碳酸丙烯酯在鋰離子電池中沒有辦法用，納離子電池中可以用，低溫性能非常好?？偨Y(jié)而言，對隔膜影響最小，對電解液、正極、負極、鈉鹽跟鋰離子電池相比有很大變化。4.能量密度120wh/kg是成組還是單體？（1）單體目前能做到120wh每公斤，工藝再成熟一點的話，做到130至140問題不大，成組打折大概80%-90%。5.納離子電池主要市場？（1）目前發(fā)展鈉離子電池不是為了替代鋰離子電池，作為儲能增量市場發(fā)展，基站電動自行車等對能量密度需求不高的領(lǐng)域是納離子電池主要市場。（2）高端電動汽車市場上難以替換鋰離子電池。6.單位體積能量密度跟磷酸鐵鋰相比怎樣？跟磷酸鐵鋰相近，目前還未生產(chǎn)，都在做樣機，目前大概低20%-30%。7.鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈準備比較充分，為什么還沒有看到納離子電池的量產(chǎn)？（1）技術(shù)成熟有一個過程，其價格會比鋰離子電池貴；（2）材料成本考慮，硬碳量比較小，還未規(guī)?；?.將來鈉電池大規(guī)模量產(chǎn)，正極技術(shù)路線看好哪個？（1）銅狀氧化物的鎳鐵錳和銅鐵錳體系，可能會有一些衍生物，成熟度比較高。（2）普魯士藍，非常有優(yōu)勢，但短板也巨大。9.鈉離子電池和鋰離子電池制造工藝上區(qū)別？（1）制造工藝上非常接近，幾乎不用改任何設(shè)備和東西，只要在工藝上做一些微調(diào)。如果有一條鋰離子電池生產(chǎn)線，可以同步直接生產(chǎn)鈉離子電池是一點問題都沒有的；（2）在技術(shù)上有一點配方區(qū)別；10.鈉離子電池量產(chǎn)存在哪些問題？（1）產(chǎn)業(yè)成熟度不夠，正極材料、負極材料、電解液需要規(guī)?；┴浬a(chǎn)；寧德時代會推動鈉離子電池的發(fā)展。11.按照目前產(chǎn)業(yè)化規(guī)模發(fā)展的水平，到哪些時間段，能夠做到與鋰離子電池成本相當(dāng)？（1）目前磷酸鐵鋰大概在5毛錢-6毛錢一瓦時，不考慮研發(fā)投入、原材料的成本，按正常的采購的話，目前我們大概算起來在5毛多錢一瓦時，情況比較理想。（2）原材料、正極材料、負極材料和電解液配合配套上去，可能三年左右時間會真正應(yīng)用到規(guī)模上去，而且比磷酸鐵鋰電池要便宜，能不能到2毛錢每瓦時，可能需要一些時間，按照寧德時代推的速度，大概2-3年。12.鈉離子電池安全性怎么樣？熱失控上跟磷酸鐵鋰相比怎么樣？（1）樣機做出來前，我們認為納離子活性更高，認為早期鈉離子電池安全性不如鋰離子電池。（2）電池做出來以后，我們做了很多測試，包括穿刺、碰撞和短路，發(fā)現(xiàn)熱安全性比磷酸鐵鋰好，鈉離子電池拆開后，納離子會迅速失活，迅速氧化，當(dāng)然也會起火，但相比鋰離子電池要好一點。（3）至于后面的變化，我們?nèi)栽谘芯?。但目前的?shù)據(jù)顯示安全性比鋰離子電池好一點。13.鈉離子電池是否會跟動力電池有分層？（1）做鈉離子電池不是去替代鋰離子電池，而是部分取代，因為鈉離子電池能量密度一定追不上高鎳三元，中高端電動車市場能量密度需求比較高。（2）我們國家鋰資源70%都需要進口，國外對中國鋰資源進口會影響鋰離子電池生產(chǎn)，鈉離子電池是對鋰離子電池的支撐和保障。14.跟磷酸鐵鋰電池相比，單體能量密度的天花板大概是什么情況？（1）鐵鋰的天花板已經(jīng)很接近了，能做到200-210wh/kg，目前鐵鋰靠近極限，（2）鈉離子電池可以做到200wh/kg左右，能量密度天花板高于鐵鋰電池，目前技術(shù)還未成熟大概可以做到130wh/kg。15.鈉離子電池容器問題，EC，DMC，DEC或者EMC應(yīng)用相對用量會多一點？用每個公司的技術(shù)方案不一樣，但是都會用，針對低溫，針對高溫，針對不同的循環(huán)壽命的配方都會有一點差異區(qū)別。16.鈉離子電池對隔膜生產(chǎn)影響不大，對其他材料生產(chǎn)企業(yè)影響較大，這些企業(yè)怎樣轉(zhuǎn)型？從設(shè)備來講難度不大的，技術(shù)難度有一些，得有技術(shù)的一個支撐。17.現(xiàn)在循環(huán)大概是4000次左右，極限的狀態(tài)還能再提升到多少？如果提升之后，是不是說所有的可能的場景都能夠運用？（1）循環(huán)壽命是根據(jù)材料體系、制造工藝等成熟起來，它的壽命是一步一步得到提高的。10年寧德時代動