動力電池技術創新論壇上,中南大學唐有根教授發表了《鈉離子電池技術研究》的演講。
大家中午好!
感謝主辦方的邀請,讓我有機會和大家分享鈉離子電池技術研究。
我報告的內容有幾部分,背景、發展、研究、應用和總結。
背景方面,碳中和是非常熱的話題,碳中和目標帶來了巨大的機會,百萬億級的市場,這個機遇里面,非常大的產業是動力電池、電動汽車、儲能。
有這么大的市場,鋰電池一覽天下,但要在機會中看到危機。隨著技術的進步,安全問題越來越好了,但是資源問題非常嚴峻。鐵磷資源非常的豐富,但是鎳資源非常的緊張,鋰資源很大,但是真正發展起來,鋰資源是無法滿足的,未來的鋰資源可能比石油資源還要緊張,那怎么解決這些問題?就是尋找新的電池路線。
比如鈉離子電池,成本低,鈉離子電池是鋰電池的一半,甚至更低,完整產業鏈建成之后有非常大的優勢。
鈉離子電池的發展技術路線,鋰電池有三四十年的歷史,鈉離子電池更短。
鈉離子電池的產業開發方面,2010年以來,鈉離子電池受到國內外學術界和產業界的廣泛關注。目前,鈉離子電池已逐步從實驗室走向應用,國內外已有超過20家企業正在進行鈉離子電池產業布局。
現在也有了一些鈉離子產品推出,(PPT圖示)這些產品更多的是示范或者是樣品,一方面是因為規模沒有起來,另一方面是產業鏈沒有形成,真正的商業應用還需要一定的時間。
鈉離子電池問題相對鋰電池有優勢,但也有一些不足,比如傳輸問題、能量密度問題,那怎么來解決?比如正負極結構及界面調控,提升電池的可逆容量與倍率性能,同時進行正極補鈉添加劑等。
我們也做了一些工作,比如正極材料、負極材料,通過水熱法(音)定向增長,使它有比較好的性能。
鈉離子電池的特點是負極可以用非石墨化,石墨化的成本比較高,而硬碳可以降低成本,這些我們也做了一些工作,能實現容量、倍率和壽命的提升,這也具備了一定的規模和條件,所以它的特點是可以用廢氣的生物制的碳降低它的成本。同時還做了電解液,提高它的控制效率。現在商業上的硬碳負極在電解液上也能發揮好的性能,材料功能效率從60%提升到80%。
(PPT圖示)這些是我們相關的專利。
再給大家匯報一下鈉離子電池應用,鈉離子電池的優勢,比如成本低、壽命長、安全性高,所以有巨大的潛力,特別是鈉資源是不存在不足情況。在兩輪車的應用上,前面的專家也介紹,兩輪車的市場非常大,保證安全的前提下,就可以利用,比如電動車的專用車上,也有巨大的需求,可用范圍非常廣。
鈉離子電池具有資源、成本和安全的優勢,在儲能領域也具有競爭力,國外眾多企業均在進行鈉離子電池產業化布局。聚陰離子型正極材料,硬碳負極材料,負極材料結構表面調控和正極補鈉技術實現鈉離子電池高能量密度,高倍率,所以鈉離子電池前途無量,謝謝大家!