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PPT | 钠离子电池:成本驱动,部分性能占优
国际能源网团队
储能头条
2023-09-30
收录于合集 #储能产业研究资料(领取)
151个
编辑 | 国际能源网/储能头条 团队
微信公众号 | 储能头条
钠离子电池具有资源丰富、成本低的优势:
与锂处于同一主族具有相似物理化学性质的钠资源非常丰富,完全不受资源和地域的限制,所以钠离子电池能够完美解决资源“卡脖子”问题。由于钠离子电池正极材料不需要用到价格较高的锂盐作为原材料,加之阴阳极集流体均可使用价格较低的铝箔,因此离子电池材料成本低于锂离子电池材料成本的 30%以上。即使当碳酸锂价格跌至 10 万元/吨时,钠离子电池相对磷酸铁锂电池仍有 15%左右的成本优势。
倍率性能、高低温性能优于磷酸铁锂:
钠离子的溶剂化能比锂离子更低,即具有更好的界面离子扩散能力;同时,相同浓度的电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率,因此,钠离子电池的倍率性能更好,功率输出和接受能力更强,已公开的钠离子电池具备 3C 及以上充放电倍率,在规模储能调频和新能车上均能得到很好的应用。钠离子电池高低温性能较磷酸铁锂更优异,在-20℃低温下容量保持率达到 90%以上,高温 80℃可以循环充放使用,这将提升新能车在高温和低温环境下的续航里程达成率,降低储能系统的一次投入成本和运行成本。
层状氧化物+硬碳是当前主流方案:
按正极材料分,钠离子电池主要有层状氧化物、普鲁士蓝类化合物和聚阴离子型化合物体系。层状氧化物结构类似于锂离子电池的三元材料,其因技术转化容易、能量密度高、倍率性能较好而成为当前产业化进展最快的钠离子电池体系。普鲁士体系原材料成本低廉、能量密度高且理论寿命优于层状氧化物,因此被认为是最有潜力的钠离子电池体系,但是结晶水、氰化物毒性问题是需要在规模化应用前解决的重大问题。聚阴离子正极的循环性能较好,且工作电压高,但能量密度较低,导电性、倍率性能较差,需要使用碳包覆或掺杂提高电子电导率。负极材料方面,硬碳材料具备储钠比容量较高、储钠电压较低、循环性能较好等诸多性能优势,同时具备碳源丰富、低成本、无毒环保等优势,是当前首选的钠离子电池负极材料。
钠离子电池在乘用车和储能应用前景大,市场规模有望超 1800 亿元:
通过 AB 电池 技术, 搭载钠 离子电 池的电 动车续 航能 到达到300~500km,且成本较锂离子电池更低,有望在中低端电动车上广泛应用。同样得益于成本优势,聚阴离子体系的钠离子电池有较好的循环寿命,在储能领域有较大的应用市场。根据我们的测算,2027 年全球钠电池乘用车、电动两轮车、储能电池、电动工具装机量分别有望达到 29.75、26.15、343.28、8.66GWh,按照储能电池 0.45 元/wh、其他电池 0.5 元/wh 的价格进行计算,总市场有望超 1800 亿元。
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以下是报告部分内容:
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来源:国际能源网/储能头条
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