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)展不及預期,這讓大家產(chǎn)生了兩大認知誤區(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極)的技術路線,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,能夠更好地滿足當下電力儲能全場景需求。

打開鈉電儲能新世界

預計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脠鼍啊?。

全方位創(chuàng)新與優(yōu)化,逐一破解鈉電技術難題

在當下鈉電主要技術路線里,傳統(tǒng)層狀氧化物、普魯士藍/白技術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用。

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

聚陰離子技術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、電極配方設計、以及電芯設計等方面進行了全方位優(yōu)化。針對磷酸焦磷酸鐵鈉正極材料電子電導率較低的問題,海辰儲能采用均質(zhì)高導電包覆策略提升材料電子電導率;同時,海辰儲能聚焦優(yōu)化電極設計,構(gòu)筑高效、穩(wěn)定的互穿導電網(wǎng)絡,電極的電子電導率提升3個數(shù)量級,實現(xiàn)了材料顆粒間高效均勻脫嵌鈉。

硬碳負極方面,海辰儲能通過構(gòu)筑迅捷孔道,提升負極嵌脫鈉速率,負極可以實現(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冗余。此外,硬碳負極嵌鈉過程基本上可實現(xiàn)~0膨脹,遠小于鋰離子電池石墨負極10%的膨脹,可以顯著抑制硬碳負極因體積膨脹/收縮導致的界面副反應,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極的特殊相互作用機制,海辰儲能設計微鍵合電解液配方實現(xiàn)快速離子傳導,在保證鈉離子電荷傳遞動力學的基礎上,降低副反應,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樹立鈉電性能新標桿

基于全方位的技術創(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功率條件下進行充放電循環(huán),4000次容量保持率高達94.2%,預測至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92.5%, 樹立了鈉電性能新標桿。

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極的技術路線及電池化學體系的優(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)能力的供應鏈伙伴,萬噸級產(chǎn)線也在建設中,鈉電的市場規(guī)模有望在未來3年達到千億元量級。

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)化應用起到極大推進作用,同時也會進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、高功率等復雜儲能應用場景需求。

展望未來,海辰儲能將繼續(xù)站在儲能技術的前沿,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。