锂电那些事今日第三条2024年11月21日 星期四
1. 低温情况下钠离子表现更好现在是不是真的可以达到160wh/kg
理论上可以达到但是没有给循环寿命的参数目前的循环稳定性不好市面上电动车要求2000次但是现在研究只能是1000次160wh/kg快充15分钟80%的电量理论上没问题低温情况更好由于没有材料的组份和参数所以保持怀疑钠电池体积比锂电池大动力学性能会相对差一些钠离子的移动会慢钠离子同时也存在受低温的影响一般来说钠离子的低温性能比锂差但是不知道宁德时代是否采用了新技术。
2. 循环寿命的主要影响因素是什么
正负极材料的结构稳定性钠离子可逆的拖嵌正极材料是经济材料这个材料可以发生变化有些材料的相对稳定性好所以可以保持循环寿命钠离子的循环没有其他的好主要是体积过大对材料结构的破坏更大从长寿命来看可以达到1000次但是这个问题在将来通过技术可以得到解决可以使材料更加稳定未来3-5年加起来可以循环3000-4000次没有问题。
3. 如果都替换掉正负极材料钠离子替换锂的话成本比现在有多少下降
现在钠离子还没有量产现在主要还在实验室材料花费比现在产业化的锂要高但进行量产后加入整个生产工艺和锂电池持平整个成本可以降低50%左右但是现在还没有确定正负极材料所以无法估算负极稍微比锂稍微有点优势大的优势还是在正极因为在正极里先对金属离子方面锰的相对性能更加稳定基于钠锰氧的体系里面再参入一些镍或者钴铁之类的元素并不会太贵但是锂电都在做高镍里面的钴和镍不能少成本比锰高很多但是用锂锰氧锰多的话性能就会很差但是锰在钠里面可以用做大量的稳定元素不用用镍和钴用锰作为主要的金属元素结合碳酸钠在量产以后成产成本比现在的锂电池会大幅度的降低。
4. 现在国内的锂离子电池的公司从技术上比较一下有没有什么公司是比较领先的
主流的企业里CATL的企业有团队做钠离子电池他们的研发团队比较大在布局的考虑会长远一些他们现有钠离子电池也有新闻发布所以他们的技术比较领先另外很多高校现在都在做研发例如中科院孵化了中科海纳专门做钠离子电池上海交大在绍兴孵化了钠创新能源主要做储能电池也是初创的钠离子电池公司这两个是专门做钠离子电池的研发和产业话的不做锂电池宁德时代主业还是其他只是做了点钠方面的研发但是现在的钠离子电池都并不成熟尽管CATL说明后年会进行量产但是他们的产品应该也只还处于实验室阶段。
5. 中科海纳开发出了一款钠电池能量密度大概145wh/kg循环寿命可以达到4500次以上你如何看
循环寿命要看在什么条件下一般来说循环2000次就很不错了但是如果充电在80%的范围内充放电的话可以达到3000-4000次循环的寿命高取决于充电的截止电压因为截止电压提高0.1伏它的循环寿命会下降很多中科海纳的正极材料也是基于层状材料基于钠锰氧的体系里面做了些铜铁钴之类的元素掺杂负极用的也是硬碳电解液用的也应该是六氟磷酸钠。。
6. 国家在产业政策有什么具体措施
国家层面很支持但是还没有具体措施国家电网和科技部布局了很多钠电池项目和投入了资金鼓励科研单位和企业申请国家电网针对储能难的应用包括风电太阳能的储能站钠离子的需求都投入了经费研发其他的暂时没有不过会陆续推出政策。
7. 钠电池的制造设备和锂电池有什么区别
材料的制造设备几乎一样只是把原材料换一下锂电的三元材料或者钴酸锂都是用工程电和固相法支配正极材料生产线投入的原材料主要是碳酸锂氧化镍酸苯或者金属盐加上碳酸锂或者氢氧化锂钠电池里面就是金属盐不变就是把碳酸锂或者氢氧化锂换成碳酸钠和氢氧化钠但整个合成工艺是一样的对于正极的生产商来说可以基本沿用目前的锂电正极生产设备但是具体的生产参数和条件上要做些调整但是设备是基本相同的石墨方面的差别也不会太大电解液方面也基本类似就是把溶解的六氟磷酸锂换成六氟磷酸钠但和整个锂电池的生产线差别不大。
8. 如果钠离子能做固态电池的话能量密度能提升多少
钠离子的固态电池优势不太大一方面它的技术成熟度目前来看还比较低主要问题是钠电池的固态电解质没有特别好的固态而且现在固态电池也不是很成熟这也是现在固态电池需要突破的壁垒或者把电解液换成固态电解质但是固态电解质至今没有特别好的正负极材料现在比较常用的就是层状材料或者硬盘材料但钠离子的体积比例较大在固体里面迁移更不容易它的离子导电率在电解质里面比较差所以如果要做固态的钠电池就得先找离子迁移率比较高的要研发出性能比较好的得5-10年。
9. 如果钠电池找到好的电解质那能量密度能提高多少
如果够不到200wh/kg的话那他对液态钠离子电池的提升非常有限做得好的话可能达到150-180wh/kg电解液在电池里面的重量占到20%多如果全部做成固态做得好的话可以做的很薄整个能量密度也可以被优化但是固态电解质不能被做的很薄会有短路的风险做厚的话能量密度就会被降低现在的钠电池不太成熟所以固态电池的性能现在看还是远低于液态钠离子电池正负极的容量液态里面可以发挥90%-100%的能量但是固态里可能只能用到60%-70%因为涉及到离子在固体里的迁移电解液可以渗透到正负极里所有正负极材料的颗粒都可以和电解液接触但是在固体里就得要有一个离子的传输通道但这样在正负极里可能会导致颗粒触摸不到电解液正负极正负极的利用率会打折能量密度的提升也会有限
10. 国外是否也有发展钠离子电池的计划他们的进展如何
美国和欧洲现在都有一些研究项目包括美国现在也专设了一些钠离子电池的项目研发但是美国的钠离子电池的研发进展总体上还是落后我国和韩国现在中国和韩国是领先美国和欧洲的美国有几家初创公司也想做钠离子电池的产业化但是他们的规模和技术都不如国内的相关企业韩国的LG三星和SKI也在布局他们的进度和中国差不多。
11. 当钠离子的技术成熟后能够占到的电池总装机量比例是多少
钠离子的技术优点在量产商体现出来缺点是能量密度比锂离子电池弱它的应用主要集中在储能还有对能量密度要求不高的电动工具例如低速电动车电动大巴之类的所以如果技术发挥在钠成熟的话它在储能领域市占率能超过50%但是在动力电池方面钠离子电池很难占到比较高的市场份额最多到20%。
12. 钠离子电池和燃料电池谁可以更快更成熟的发展
从技术成熟度上看更看好钠离子电池因为工艺上与锂离子电池非常类似而锂离子电池已经非常成熟了所以钠离子电池推进量产的过程会很快2-3年之内相关的产业链可以建立起来但燃料电池要大规模生产和应用还是相对比较长远的燃料电池是解决能源问题的终极目标最后就是氢氧的反应非常的清洁能量密度也很高但是现在的瓶颈就是氢的储存和释放以及燃料电池里面催化剂贵金属的问题贵金属成本很难下降也很难找到替代的薄催化剂技术所以这两个技术瓶颈很难在短期内攻克燃料电池真的成熟可能要到3/50年以后制氢的成本可以下来。
13. 如果钠离子原材料中国是可以完全自主提供是不是不需要像锂材料这样大规模进口
钠离子的原材料中国的矿产足够。
14. 钠离子电池和锂离子电池燃料燃料电池是否会并存
可能性很大因为每个技术都有它的特点和应用场景锂电池燃料电池钠电池的技术和针对性场景都不一样所以并存的可能性非常大包括铅酸电池也不会退出市场目前的铅酸电池每年的量产和应用都在增长只是增长的没有锂电池快。
15. 铅酸现在大规模用的还是什么地方
储能电站和燃油车的起停电池这两方面因为它的技术成熟产业循环也做得很好电池回收等虽然铅有毒,有污染但是收回循环做的好也可以把污染规避掉这个回收技术是现在的锂电池还不具备的优势但是大量的动力锂电池退役后电池的回收利用也是存在的大问题。
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