钠离子电池技术与产业化进展

工信部锂离子电池及类似产品标准工作组于11月28日~29日举办“钠离子电池产业链与标准发展论坛”。本次论坛由中国电子技术标准化研究院联合中关村储能产业技术联盟主办,钠离子电池相关产业链企事业单位共同参与。


(相关资料图)

此次大会旨在为钠离子电池产业链企业搭建一个交流的平台,同时也为钠离子电池行业相关人员提供一个了解钠离子电池产业最新资讯的窗口。使参会企事业单位加强合作交流,促进钠离子电池产业健康持续发展。期间,18位行业大咖与大家共同探讨钠离子电池的发展现状与市场前景。

来自中科海钠科技有限责任公司的李树军在本次钠离子电池产业链与标准发展论坛上发表了《钠离子电池技术与产业化进展》主题演讲。

此次演讲主要围绕中科海钠介绍、中科海钠产业化布局、中科海钠技术及产品展望这三个主题展开。

另辟蹊径,助力“电动中国”是中科海钠的目标。陈立泉院士曾说:“如果全世界的车都采用锂离子电池,全世界的电能都用锂离子电池储存,那么;锂离子电池根本不够。所以,我们一定要考虑新的电池,钠离子电池就是首选”。

从2011年开始,陈立泉院士探索“锂电”外不同技术路线,胡永胜投身钠电研究,经过6年的努力与探索,中国首家专注于钠离子电池企业——中科海钠成立。

中科海钠创始团队共有四人,分别为陈立泉院士,担任首席顾问;胡勇胜研究员,担任董事长兼首席科学家;李泓研究员,担任监事;唐堃博士,担任执行董事长。

中科海钠发展历程介绍,从2011年起,胡勇胜研究员带领团队在中科院物理所三十多年锂电池研究的基础上,对钠离子电池开始进一步研究;至2022年,已经实现千吨级材料线投产与GWh级电芯量产线投产。

中科海钠以源头创新为核心优势,在钠离子各领域共有176项专利,有130专利申请专利。目前,中科海钠在钠离子正极采用Cu基层状氧化物;负极采用煤基碳材料。这是目前成本最低,产业化价值最高的技术路线,中科海钠拥有原始专利,也完成了全球性的专利体系布局。

中科海钠的正极核心专利,Na-Cu-Fe-Mn-M-O层状氧化物材料,目前已经在中国、日本、美国、欧盟获得授权。

中科海钠的负极核心专利,煤基碳负极材料,目前已经在中国、美国、日本获得授权。

中科海钠一直致力于高性价比电化学储能体系,致力于提供可持续的、高性价比储能电池,引领全球钠离子电池产业发展;中科海钠的底层技术源自中科院物理所,已建立起全球性核心技术专利体系;产品已在短途动力和多种储能应用场景实现示范验证,目前全球首条量产线已经投产,产业化进程国际领先。

中科海钠牵头制定《钠离子蓄电池通用规范》;拥有100余项专利覆盖材料、电芯、电池、装备全体系;示范项目全面覆盖短途动力、储能等领域。

中科海钠科技有限责任公司总部设在北京,研发基地设在江苏溧阳,电信生产基地设在安徽阜阳,电芯合作生产基地设在山西阳泉,正负极材料生产基地设在山西太原。

中科海钠目前正在完成千吨级产量向万吨级产量的转变,在2022年年产各2千吨正负极材料线已经建设完成并且运行半年;2023年预计2万吨正极/1万吨负极材料线建设完成并投产;2024年预计完成10万吨正极/5万吨负极材料线建设并投产。

关于电芯产业化进程,中科海钠已经在2022年安徽阜阳产线投产,产能1GWh;2023年预计扩产至3-5GWh;2024年预计和客户合作扩产,产能能够达到10GWh以上。

在储能系统示范和推广领域,2020年中科海钠启用全球首个100kWh钠离子电池储能电站;在2021年1MWh系统在太原投入运行并且获得国家能源局首台套认定;预计在2023年实现百兆瓦时钠离子电池储能系统推广应用。

中科海钠拥有以材料为基础的全产业链能力,以正负极材料产能为先导,合作研发生产高性价比电解液,构建钠电产业化基础能力;以电芯产能为依托,进行钠离子电芯的定义和定型,引导技术规格和制造工艺的标准化;以储能系统的示范推广,探讨不同场景下钠电系统技术架构,促进钠离子电池系统的快速应用。

中科海钠致力于钠离子电池正负极材料容量的提升,以上为预计2022至2025年,正负极材料容量的预计提升情况。

中科海钠致力于电芯能量密度的提升,以上为2022至2025年,电芯能量的预计提升情况。

中科海钠致力于电芯循环寿命的提升,以上为2022至2025年,电芯循环寿命的预计提升情况。

中科海钠旗下产品,典型圆柱电芯,分为小圆柱NaCR26700系列和中NaCR32140/46/60大尺寸圆柱。

小圆柱电芯主要用于小动力与小储能,如两轮车与场地车,单体容量3.0-4.0Ah,平均电压3.0-3.2V,循环寿命3000-5000次。中/大尺寸圆柱还可以用于户用储能、工业储能、商业储能、通信备电等,单体容量12-15/30/50Ah,平均电压3.0-3.2V,循环寿命3000-5000次。

典型方形电芯,分为小/中方形与大方形电芯。小/中方形应用场景包括小型储能,如启动电源、户用电源、工业储能、商业储能、通信备电等;单体容量30-40Ah/100Ah,平均电压3.0-3.2V,循环寿命4000-6000次。大方形电芯应用场景包括大型储能、工业车辆、商用车等,单体容量240-280Ah,平均电压3.0-3.2V,循环寿命5000-8000次。

正负极材料和电解液的性能提升,是电池性能提升的主要因素;对于磷酸铁锂电池的中/大尺寸圆柱电芯和方形电芯是主要产品。

以上为中科海钠科技有限责任公司的李树军在本次钠离子电池产业链与标准发展论坛上发表的《钠离子电池技术与产业化进展》主题演讲。有意者可联系中科海钠科技有限责任公司详细了解。

关键词: 循环寿命 锂离子电池 生产基地

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