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钠离子电池技术的研究方向

2023.3.20
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zhaoqisun

致力于为分析测试行业奉献终身

(1)材料研究有待深入:硬碳机理,性能提升,安全评估

 目前学术界对于硬碳的储钠机理尚存诸多争议,并未完全阐明。为改善现有硬碳负极首周效率较低等缺陷,必须深入理解其储钠的动力学机制,为技术研发提供最根本的理论指导。现有钠离子电池的材料性能尚有较大的改良空间。总体而言,现阶段的钠离子电池的能量密度与理论值存在较大差距,而且其循环性能也需要进一步提升。一方面,需要对活性材料进行不断改进。另一方面,也需要考虑其整体系统的设计和集成管理。对钠离子电池的实际运行安全性需要审慎评估。当前,对钠离子电池的安全测试实验是在电芯层面,结果显示虽安全性较高,但实际运行后的安全性则亟待观察,不宜盲目乐观。尤其是普鲁士蓝正极,其在热失控情况下会释放出氢氰酸、氰气等剧毒气体。

 (2)成本优势有待实现:技术研发和规模效应缺一不可

 钠离子电池成本的降低依赖于持续技术迭代对可变成本的削减,以及规模化量产对固定成本的摊薄。理论上,钠离子电池的确具有很大的材料成本优势,但目前产品的实际总成本在 1 元/Wh 以上,还高于磷酸铁锂,这主要是由于现阶段的技术成熟度不够而且尚未出现规模效应。一方面,电极材料的种类、制造工艺等都未标准化,而前驱体也缺乏稳定可靠的供应链,这导致电极材料的良率、一致性偏低,实际成本较高,这只能通过持续的技术探索改进。另一方面,生产设备的价格较高且折旧损耗较大,约占制造成本的 20~30%,这只能通过规模化量产进行摊薄。

 (3)技术标准有待制定:规范市场秩序,促进健康发展

 钠离子电池行业需要建立科学的统一标准,以规范企业的生产活动,促进产业健康有序发展。现阶段,从事钠离子电池研发生产的厂商的技术路线各不相同,孰优孰劣存在较大争议。目前,厂商主要是参照锂离子电池,结合钠离子电池特性和产业发展情况,制定适合各自企业的标准或产品规范,并以此指导产品设计及制造工艺、确保产品的良率和一致性,这导致了不同企业之间的产品性能和技术水平参差不齐。行业技术标准的统一制定,能起到较好的行业引领作用,是实现规模效应的必要保障。


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