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寧德時(shí)代無負(fù)極技術(shù)現(xiàn)身！將應(yīng)用于下一代鈉離子電池

2022-01-15 09:32 來源：起點(diǎn)鋰電大數(shù)據(jù) 瀏覽：

寧德時(shí)代的入局、國家部門的激勵(lì)政策使得鈉離子電池成為過去一年電池行業(yè)的大熱點(diǎn)，引起市場和資本廣泛的關(guān)注。

近日，據(jù)悉，寧德時(shí)代已布局無負(fù)極金屬電池技術(shù)，并申請專利。該專利包括相關(guān)技術(shù)的材料設(shè)計(jì)與關(guān)鍵工藝，有望在鈉離子電池上率先落地。

這意味著，電池能量密度有望從材料本質(zhì)上得到大幅提升，實(shí)現(xiàn)此前寧德時(shí)代宣布的下一代鈉離子電池能量密度超過200Wh/kg的目標(biāo)。

1.應(yīng)用于下一代鈉離子電池

去年7月份，寧德時(shí)代發(fā)布了第一代鈉離子電池，基于材料體系的突破，其電芯單體能量密度達(dá)到160Wh/kg，是目前最高水平，但是和當(dāng)前鋰離子電池水平相比仍有較大差距。

無負(fù)極金屬電池技術(shù)的出現(xiàn)，則意在通過不設(shè)負(fù)極活性材料，僅采用負(fù)極集流體作為名義上的負(fù)極，來提升電池能量密度。具體來說，電池在首次充電完成后，正極的金屬材料會遷移到理論上的負(fù)極區(qū)域，形成真正意義上的負(fù)極。

但不設(shè)負(fù)極活性材料，電池安全和壽命問題也隨著而來。早在多年前就有企業(yè)研究金屬電池，但由于技術(shù)、工藝水平較低，出現(xiàn)過產(chǎn)品大規(guī)模著火事件。

因此，寧德時(shí)代專利辦法中提出在負(fù)極集流體的表面設(shè)置導(dǎo)電涂層，為負(fù)極極片加上一層“保護(hù)膜”，從而解決電池安全性和循環(huán)壽命的問題，可有效提高電芯循環(huán)性能。

除了能量密度低之外，當(dāng)前階段的鈉離子電池還面臨著生產(chǎn)成本太高的問題，為此難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。在專利說明書中，寧德時(shí)代明確表示，出于降本及減重考量，優(yōu)先采用鋁基集流體，后者為鋁箔、鋁合金箔和鋁基復(fù)合集流體中的任意一種。

據(jù)介紹，由于正負(fù)極集流體采用鋁箔，鈉離子電池中集流體成本占比僅為4%，遠(yuǎn)低于鋰離子電池（正負(fù)極的集流體分別是鋁箔和銅箔）的13%。除了寧德時(shí)代，中科海鈉也將鋁箔納入自身發(fā)展路線，鋁箔生產(chǎn)企業(yè)如萬順新材就表示，未來鈉離子電池發(fā)展將極大推升電池鋁箔需求。

此外，在生產(chǎn)制造成本端，無負(fù)極金屬電池技術(shù)與現(xiàn)有的電池產(chǎn)線類似，無需額外購買大量設(shè)備。隨著規(guī)模化應(yīng)用發(fā)展，制造成本還有下降的空間。

值得一提的是，該技術(shù)不僅可應(yīng)用于鈉離子電池，也可用于鋰電池上。鈉電池能量密度快速提升，將推動其在儲能、兩輪車、低速車等領(lǐng)域?qū)︿囯姵匦纬苫パa(bǔ)。

2.主要布局企業(yè)進(jìn)展

此前，寧德時(shí)代指出，目前公司已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局，2023年預(yù)計(jì)將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)公司布局無負(fù)極金屬電池技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展來看，如果該技術(shù)率先應(yīng)用在鈉離子電池上，將推動其今年的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步加速。

目前，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，國內(nèi)外有近30家企業(yè)對鈉離子電池進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化相關(guān)布局。

1月11日，華陽股份舉行鈉離子電芯項(xiàng)目簽約暨開工儀式，這一鈉離子電芯項(xiàng)目是鈉離子電芯中試轉(zhuǎn)產(chǎn)業(yè)化國內(nèi)首條產(chǎn)線，由華陽股份、中科海鈉、開源資產(chǎn)合作建設(shè)。

此前，雙方還聯(lián)手打造了全球首套1兆瓦鈉離子電池儲能系統(tǒng)，共建鈉離子電池2000噸正極、2000噸負(fù)極材料生產(chǎn)基地，加速推動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化。

2021年11月7日，鈉創(chuàng)新能源“年產(chǎn)8萬噸鈉離子電池正極材料項(xiàng)目”正式簽約，落地浙江紹興。該項(xiàng)目總投資15億元，將建設(shè)包括鐵酸鈉三元正極材料等在內(nèi)的鈉離子電池關(guān)鍵材料以及鐵酸鈉基正極材料前驅(qū)體及正極材料產(chǎn)線，預(yù)計(jì)今年量產(chǎn)。

此前，全球首批鈉離子電池驅(qū)動的雙輪電動車，在愛瑪科技會議上正式亮相。據(jù)悉，該款電動車搭載的鈉離子電池由鈉創(chuàng)新能源為愛瑪專門研發(fā)。

去年12月18日，中科海鈉擬與三峽能源等建設(shè)全球首條鈉離子電池量產(chǎn)線。規(guī)劃產(chǎn)能5GWh，分兩期建設(shè)，一期1GWh將于今年正式投產(chǎn)；未來各方還將有望共同推動規(guī)劃30GWh全球先進(jìn)鈉離子規(guī)模量產(chǎn)線。

鵬輝能源表示，鈉離子電池方面公司進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。公司投資了硬炭負(fù)極材料企業(yè)成都佰思格，與正極材料企業(yè)緊密合作，自身也在加緊研制正極材料。

山東章鼓透露，公司鋰/鈉離子電池生產(chǎn)線已經(jīng)可以進(jìn)行電池量產(chǎn)，并將加大水系半固態(tài)鋅離子電池在儲能方面的市場開發(fā)。

還有包括道氏技術(shù)、百川股份及璞泰來等公司也在鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈上進(jìn)行了相關(guān)的布局。相同的是，目前多數(shù)企業(yè)僅在技術(shù)布局階段。

不過，從鈉離子電池的發(fā)展進(jìn)展來看，2022年或?qū)⑹氢c離子電池產(chǎn)業(yè)化的導(dǎo)入之年，2023年將是國內(nèi)鈉離子電池發(fā)展的重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，屆時(shí)，鈉電的商業(yè)化進(jìn)程將顯著加速。