钠离子电池能量密度有望赶超三元锂,AB电池系统集成技术是关键!如何实现?

电力知识学堂 2022-11-30 15:49:13

近日,宁德时代研究院副院长表示,通过其首创的AB电池系统集成技术,实现了钠锂混搭,优势互补,提高电池系统的能量密度,使钠离子电池能量密度有望赶超三元锂,应用有望扩展到500公里续航车型。

钠离子电池如何媲美锂离子电池?

通常情况下,磷酸铁锂离子电池单体能量密度通常在90瓦时/千克-120瓦时/千克之间,而三元锂离子电池单体能量密度可以达到200瓦时/千克左右,三元锂离子电池的能量密度优势较为突出。

安全性方面,三元锂离子电池液态电解质易燃易爆,在长期使用过程中容易触发热失控,在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,引起电池短路,造成安全隐患。

相对来说,磷酸铁锂离子电池包在实际使用中具有耐高温、安全稳定性强、循环性能更好的优势。

钠离子电池相比较锂电池会有多重优势。

首先钠资源更丰富,全球分部均匀。钠离子电池主要电荷载体的钠离子地壳丰度约为2.36%,远高于锂离子的0.002%。

其次,钠成本更低。钠离子化合物可获取性强,因此价格稳定且低廉,2021年价格仅约250元/吨,而电池级碳酸锂目前价格超过47万元/吨。

更重要的是,钠离子电池有相对稳定的电化学性能,使用更加安全,低温表现更好。

较强的成本优势,倍率性能、低温性能、安全性能更佳,但能量密度、电压及循环寿命偏低。

所以,目前钠离子电池只是在低速电动车、大规模储能等低能量密度要求、高成本敏感性的应用领域持续渗透。

宁德时代2021年发布了第一代钠离子电池产品,能量密度为160瓦时/公斤,常温下充电15分钟,充电量可达80%以上,在零下20摄氏度低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率,系统集成效率可达80%以上。

根据此前宁德时代官方信息,第一代钠离子电池将在2023年实现产业化。第二代钠离子电池产品能量密度则有望实现200瓦时/千克。借助的便是其首创的AB电池系统集成技术,来提高钠离子电池系统的能量密度。

AB电池系统集成技术是什么来头?

宁德时代的团队基于BMS的全新算法,提出并实现了在单个电池包中布置AB两种不同电芯的设计方案,AB既可以是铁锂+三元,也可以是锂电池+钠电池,还可以是其他更多种不同组合的混搭。

钠离子电池与锂离子电池的集成混合共用的时候,将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里,将两种电池按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联、集成。

通过BMS的精准算法进行不同电池体系的均衡控制,这样可以实现取长补短,既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能的优势。这样的锂-钠电池系统就能适配更多应用场景。

如果钠离子电池单体能量密度可以媲美三元锂,而且成本还能降低30%-40%,同时拥有更加可靠的安全性能,你会不考虑来一台钠离子电池的电动汽车?

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