第一代钠离子电池电芯单体能量密度可达 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,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。
第一代钠离子电池的能量密度略低于磷酸铁锂电池(180Wh/kg),但是,在低温性能和快充方面具有优势,特别是在高寒地区高功率应用场景。
钠离子的 “个头” 比锂离子大很多,所以,在正负电极之间的传递比较困难,这就在理论上决定了钠离子的能量密度比锂离子低及倍率性能弱。
美国国家发明家科学院院士、宾夕法尼亚州立大学电化学发动机中心主任王朝阳教授对 DeepTech 表示,衡量电池快充指标,要同时看 “三个要素”,即充电时间、充电后所获能量、快充产生的循环次数。王朝阳解释道,“几乎所有的电池都可以快充,性能的衡量关键点就在于其使用寿命。快充有没有损害到电池寿命,具体有多少循环次数,这是很重要的参数。”据数据了解,目前世界上动力电池的最佳快充水平,是 10 分钟获得 220Wh/kg,同时可进行 1000 次以上循环。电磁浆料除铁器可以去除里面的铁。
那么,钠离子电池是否将成为动力电池市场的主流?它的性能优势适用于哪些应用场景?动力电池是否将提前进入 Twh 时代?
钠离子工作原理
动力电池的安全性或稳定性与高性能是相互冲突的,单纯靠改变电池材料没办法同时做到高能量密度、高功率、高快充能力,又高安全。钠离子电池的安全性基本上来源于它的低能量密度,像铅酸电池、镍氢电池这些能量密度都比锂离子电池小,安全性自然相对高。所以,如何实现高性能、高能量密度的基础上又能达到高安全性好,这也是科学领域的挑战。
“要解决这个问题,相信需要一场电池基本结构百年以来的革命,然后才能同时实现动力电池的高能量密度、高性能、高功率,又安全性高。” 与锂离子电池兼容互补,某些应用场景下可替代锂离子电池不同化学材料体系的电池各有不同的 “天生优势”,如磷酸铁锂电池、钠离子电池热稳定性和长寿命性能更优,钠离子电池、三元锂的低温性能、快充性能则更突出,而三元锂电池的能量密度明显高于其它两者。