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2021年07月30日 | 宁德时代发布第一代钠离子电池
2021-07-30 来源：CATL宁德时代
7月29日，宁德时代新能源科技股份有限公司成功举行了首场线上发布会，董事长曾毓群博士发布了宁德时代的第一代钠离子电池，同时，创新的锂钠混搭电池包也在发布会上首次亮相。
作为宁德时代创新技术产业化的又一里程碑式成果，钠离子电池将为能源清洁化和交通电动化提供全新解决方案，推动“碳中和”目标早日实现。
突破钠离子电池技术瓶颈
随着“碳中和”成为全球共识，新能源产业已进入到多层次、多类型、多元化发展阶段，愈发细分的市场对电池提出了差异化的需求；同时，世界范围内对于电池基础材料的研发速度正在加快，这为钠离子电池的产业化打开了双向窗口。
钠离子电池有着与锂离子电池相似的工作原理，主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。
然而，相较锂离子，钠离子体积较大，在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛，这也成为钠离子电池迟迟难以商用的瓶颈。
宁德时代多年来深耕钠离子化学体系材料的研发：在正极材料方面，宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料，创新性地对材料体相结构进行电荷重排，解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题。
在负极材料方面，宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料，其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性。
基于材料体系的一系列突破，宁德时代研发的第一代钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。
其电芯单体能量密度高达160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；在-20°C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；热稳定性远超国家强标的安全要求。
第一代钠离子电池既可应用于各种交通电动化场景，尤其在高寒地区具有突出优势，又可灵活适配储能领域全场景的应用需求。
四大创新支撑三大方向
打造世界一流的创新科技公司，为人类新能源事业做出卓越贡献，是宁德时代的愿景。为此，宁德时代在三大战略发展方向上不懈努力：一是，以可再生能源发电和储能，替代固定式化石能源；二是，以动力电池助力电动车发展，替代移动式化石能源；三是以电动化+智能化的集成应用创新，加快各领域的新能源替代进程。
作为三大发展方向的支撑，宁德时代形成了材料与化学体系、系统结构、极限制造、商业模式四大创新体系，形成从前沿基础研究，到产业化应用，再到大规模商业化的快速转化能力。
材料与化学体系的基础研究是关键。宁德时代董事长曾毓群表示，有人认为电池的化学体系已很难创新，只能在物理结构上做些改进。“但我们认为，电化学的世界，就像能量魔方，未知远远大于已知，我们乐此不疲地探索着其中的奥秘。”
曾毓群介绍，宁德时代构建了高通量材料集成计算平台，在原子级别对材料进行模拟计算和设计仿真，凭借对原理的深刻理解，借助先进的算法和强大的算力，寻找各种材料基因的结合点，开发出更适合钠离子电池的各类材料，推动其进入产业化的快速通道，并不断迭代。下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。
在系统创新方面，宁德时代在电池系统集成方面另辟蹊径，开发了AB电池系统解决方案，即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭，集成到同一个电池系统里，通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。AB电池系统解决方案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、低温性能好的优势。以此系统结构创新为基础，可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。
多维布局推动钠离子电池产业化
在发布会上，宁德时代研究院副院长黄起森博士介绍，在制造工艺方面，钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容，产线可进行快速切换，完成产能快速布局。目前，宁德时代已启动相应的产业化布局，2023年将形成基本产业链。
宁德时代表示，欢迎相关研究机构、上游材料供应商和下游电池应用端一起参与，共同加速钠离子电池产业链的完善和发展。
曾毓群认为，“碳中和”催生了万亿瓦时级的电池需求，推动了新能源产业蓬勃发展，新的应用场景不断产生，给了不同技术施展的舞台。多元化的技术路线，也将助力产业长期稳定发展。
史海拾趣
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