你将学习:
- 钠离子电池与锂离子电池相比如何?
- CATL如何克服与钠离子有关的固有问题?
- 为使钠离子电池进入商业化阶段，将采取哪些步骤?
锂离子电池已经证明了其优越的能量密度、能源效率和长周期寿命。如今，除了用于固定储能应用外，它们还为电动和低排放的插电式混合动力汽车提供动力。
然而，随着电动汽车(ev)越来越受欢迎，对电池原料的需求迅速扩大，导致最容易获取的锂资源要么在地理位置偏远，要么位于政治敏感地区。因此，汽车和电池制造商正在寻找锂的替代品，锂是目前电动汽车电池的主要化学成分。
接下来是钠离子电池。钠离子电池的低成本、对环境的良好影响以及天然丰富的钠资源，使其成为大规模应用中极具竞争力的锂电池替代品。
钠与锂离子
钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似。在这两种情况下，离子在阳极和阴极之间移动，失去或吸收电子。钠是地壳中含量最丰富的有效元素之一，可以对氯化钠进行电解开采。但与锂离子相比，钠离子体积更大，对材料的结构稳定性和动力学性能要求更高。这在过去一直是制约钠离子电池产业化的瓶颈。
现代安培科技有限公司(CATL)能够克服这些问题。在一场“技术园区”的在线发布会上，CATL董事长曾robin博士发布了该公司第一代钠离子电池及其AB电池组解决方案，该解决方案能够将钠离子电池和锂离子电池集成在一个电池组中。
CATL电池的能量密度为160wh /kg。虽然这比CATL向特斯拉等客户提供的锂-铁-磷酸盐(LFP)设备实现的200 Wh/kg略低，但曾博士已经表示，第二代钠离子电池将达到200 Wh/kg的大关。
钠离子产品已经达到或超过其他电化学性能。据悉，CATL的第一代钠离子电池具有充电快、热稳定性好、低温性能好、集成度高等优点。据该公司称，它可以在15分钟内充电到80%。
此外，据说电池在低温下也能很好地工作。根据CATL的数据，在−20°C时，Na-ion设备保留了90%的容量。此外，在热稳定性方面，CATL表示，其新产品超过了中国对牵引电池的安全要求。
钠离子电池还有其他一些优势。长时间充电不会造成电池损坏，其化学反应无腐蚀性。在阳极方面，CATL还开发了一种多孔碳基材料，可以存储钠离子，确保电池满足循环性能要求。
第一代电池为目标电动汽车
CATL将使用第一代电池，以应对电动汽车市场，并突出其低温性能等关键特性，使其适用于寒冷的冬季汽车市场。CATL将首先推出混合了钠离子和锂离子电池的电动汽车电池组，以弥补能量密度的不足。为了实现这一目标，CATL还开发了一种新的电池管理系统(BMS)。
CATL的解决方案是，将钠离子电池和锂离子电池按一定比例混合搭配，整合在一起，通过BMS算法控制不同的电池系统。这种被称为AB电池系统的锂钠电池系统还可以扩大其高功率和低温性能的优势。
为支持可持续发展，CATL建立了化学体系、结构体系、制造体系、商业模式四大支柱创新体系，构建了从基础研究到工业应用再到大规模商业化的快速转型能力。该公司还在开发其他技术，将电池直接集成到电动汽车的框架上，以扩大其行驶里程。
在电池发布会上，CATL研究院副院长黄启森博士表示，钠离子电池制造与锂离子电池生产设备和工艺完全兼容，生产线可以快速切换，实现高产能生产。目前，CATL已经开始了钠离子电池的产业部署，计划到2023年形成基本的产业供应链。
