登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
首先,我们来说一下为什么要开发钠离子电池。我国的电池主要应用在三大产业,即电动汽车、储能和消费电子。围绕这三个方向,尤其近几年电动汽车和储能领域发展迅速,主打是锂离子电池。动力电池在2015年增长了80%左右,而在2016年已经突破了30GWh,随之而来的就是锂电池的废弃和循环问题凸显,而且锂的资源也有限。与此同时,储能也是目前发展很快的产业,尤其微电网方面会有大量的储能需求,到2020年,预计储能可以比2015年增长3倍。这么大量的电池需求,如果全用锂离子电池的话,存在两个问题:一个是锂的资源问题,一个是锂的循环利用问题。所以在锂电池之后,我们还有新的选择。这就涉及到用什么样的电池体系,用什么样的材料。基于这种考虑,我们能不能找出储量更丰富,材料更便宜的体系呢,最后我们选择了钠离子电池。
对于钠离子电池我们关注的焦点,一个是成本要低,正极材料要去锂脱钴,不用锂离子,也不用成本较高的钴原料;第二是在电动车和储能方面都要求电池寿命要长;第三是安全性要好;最后是能量密度要比较合适。
钠离子电池和锂离子电池的反应机理相近,正极材料除了磷酸盐或氟化磷酸盐以外,还可以用镍锰层状过渡金属氧化物。在负极材料方面可选择碳类、合金和化合物。在三大类负极材料中,我们还是选择最便宜的碳材料。我们对于负极碳材料又进行了软碳、硬碳和石墨烯三个分类的研究。
我们最近的一些研究成果,其中一个是采用层状结构Na0.67Ni0.33-xMxMn0.67O2作正极材料。经过实验研究和比较,在制备正极原材料的使用上,我们认为使用醋酸盐或草酸盐更好。根据文献报道,正极材料如果只用镍锰氧化物,它的循环性能和充电到高电位时的稳定性较差。所以有文献报道可以用镁掺杂,替代镍位,这样的话期待它的容量可以更高,这种方法对于获得高能量密度的钠离子电池是很有帮助的。除了镁以外,其他掺杂的元素可不可以呢?我们选择与替代元素离子半径相近的元素做掺杂,比如替代镍位,我们选了锆(Zr)离子和铜(Cu)离子进行掺杂。材料掺杂后与掺杂前电化学性能和循环性能都有提高,Zr掺杂和Cu掺杂相比,Cu掺杂的循环稳定性更好。
负极方面,由于软碳材料处理的方法比较多,我们尝试了用磷掺杂软碳。掺杂磷后放电容量可以提高30%以上,循环特性好。为什么掺磷后材料性能提高呢?这是由于掺磷后可以增加钠吸附的活性点。在传统的嵌入反应之外,还多了一些钠离子吸附的活性点位。另外,在硬碳方面,我们选用了椰壳、杏壳等生物质材料,通过处理,最终获得硬碳材料。通过拉曼分析可以发现,这些材料是短层有序、长层无序的结构,微晶的层间距较大,适合钠离子嵌入。通过循环实验可以看到,经过200次循环,容量基本没有衰降,循环稳定性很好。由此可见,这些生物质材料是很好的廉价的钠离子电池负极材料。再有,对于石墨烯负极我们也做了研究。石墨烯材料最大的问题是密度比较低,将来能不能做成高体积比能量的电池还是问题。所以可以考虑将石墨烯和其他负极材料如硬碳、软碳,以及化合物类或合金类材料进行复合。
我们做了1.5Ah和0.5Ah两种软包全电池,正极材料采用前面提到的镍锰氧化物,负极采用生物质的硬碳材料,经300次循环后容量衰降为15%。由此可见,钠离子电池用廉价材料是可以制备的,而且电性能良好。
小结,钠离子电池正极材料,我们对镍锰氧化物进行了掺杂,来提高它的电性能。负极材料里边我们研究了硬碳、软碳和石墨烯三种材料。对软碳进行磷的掺杂,可以提高容量;硬碳材料循环稳定性较好;石墨烯容量较高,但首效较低。最后,我们期待基于廉价材料制备的钠离子电池在能量密度上接近或超过磷酸铁锂电池,在电动车和储能方面得到应用。
(刘兴江:中电集团首席科学家,中电十八所副总工程师)
相关阅读:
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,6月19日,总投资15亿元的光赫绿能4GWh钠离子储能电池装备制造岷县产业园,在甘肃定西市岷县开工。该产业园项目为甘肃省定西市岷县2024年招商引资重点项目之一,由光赫新能源(定西)有限公司总投资15亿元建设,预计建成达产后年预计实现产值约35亿元,年缴税金约1.4亿元。公开资料显
北极星储能网获悉,6月21日,安徽省首个千吨级钠离子电池正极材料生产线项目在合肥市蜀山区运河新城片区正式建成投产。据悉,该钠离子电池正极材料生产线总投资约6000万元,由合肥禾电科技有限责任公司投资建设,一期年产量达到千吨级,二期计划建成年产量达到50000吨,可实现年销售额15亿元。该生产线
北极星储能网获悉,6月19日华阳股份在投资者互动平台表示,公司的钠离子工商业储能柜已经在部分场景投入使用,目前公司结合钠离子安全、低温容量保持率高、倍率性能优异等众多特性,积极布局适宜的工商业储能市场;同时公司也在大型储能领域加大产品研发和市场开拓力度,市场区域方面公司着重在能够发
北极星储能网获悉,6月18日,大唐湖北50MW/100MWh钠离子新型储能电站科技创新示范项目升压站受电工作顺利完成。该项目位于湖北省潜江市熊口管理区,总投资1.87亿元,占地30余亩,业主方为大唐湖北能源开发有限公司。该项目总规模为100MW/200MWh,其中一期装机容量50MW/100MWh,建成后,将成为国内首台
北极星储能网获悉,6月15日,融和元储中标的全国首个百兆瓦时级别的钠离子电池储能电站示范项目在洪湖市经开区正式开工。该项目为广州发展洪湖市经开区100MW/200MWh钠离子储能电站示范项目一期。据悉,该项目位于湖北省荆州市洪湖市内,本期配置储能容量为50MW/100MWh。该项目采用2MW/3.611MWh储能系统
北极星储能网讯,6月14日,年产10GWh钠离子储能电池项目签约活动在陕西咸阳高新区举行。该项目分两期建设。一期项目拟投资25亿元,建设年产2GWh钠离子电芯生产线及10GWh的pack生产线,储能电池总装生产线及测试实验室,计划今年12月底前正式投产;二期项目拟投资35亿元,建设年产8GWh钠离子电芯生产线
2024年6月15日,广州发展洪湖市经开区100MW/200MWh钠离子储能电站示范项目开工仪式在湖北洪湖市隆重举行。洪湖市政府、荆州供电公司和项目业主单位广州发展集团等相关领导出席开工仪式;维科技术股份有限公司董事长陈良琴、维科技术储能事业部大储营销部部长舒适作为参建单位代表出席开工仪式。广州发
近两年,钠离子电池凭借其储量丰富、温度适应性好和安全性高等优势,迅速脱颖而出,钠离子电池产业化进程大幅提速。我国高度重视钠离子电池的研发应用,工信部等六部门联合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,明确要加快研发钠离子电池等新型电池;《加快推动新型储能发展的指导意见》提出加
北极星储能网获悉,据盘古新能源消息,6月12日,盘古新能源全国首条柔性钠离子电池柔性量产线启动仪式在江苏无锡锡山经济技术开发区正式举行。据悉,本次启动的生产线主要聚焦钠离子圆柱电芯32140和软包电芯的开发应用,采用先进柔性制造技术和高速生产线,全面投产后,预计实现2.5万颗/天圆柱电芯和年
为进一步落实《关于推动能源电子产业发展的指导意见》中关于推动加快钠离子电池等新型电池的重点任务,中国电子技术标准化研究院、中关村储能产业技术联盟、阳泉市人民政府、华阳新材料科技集团有限公司将于2024年6月12-14日在山西省阳泉市联合主办“第三届钠离子电池产业链与标准发展论坛”。6月13日
比亚迪、星空钠电超百亿钠离子电池项目开工建设;华阳集团、众钠能源、青钠科技等企业频签大单;华阳股份首台套50千瓦/100千瓦时钠离子电池工商业储能柜下线;江淮钇为钠电池量产车正式官宣下线,并于2024年元旦后开启批量交付;前不久,我国首个大容量钠离子电池储能电站投运;……2024年以来,关于钠
日前,由上海锅炉厂有限公司(以下简称“上海锅炉厂”)总承包的首套国产化2万吨/年特种石墨浸渍生产线项目通过验收,进入全面满负荷投产状态,一举打破了国外技术长期垄断的局面。该生产线出产的特种石墨产品具有孔隙率低、强度高、导电性强、导热性强以及化学稳定性高等特性,所有指标全面达标国际水
北极星储能网讯,5月22日,贵州省六盘水市投资促进局发布《六枝特区锂电池石墨负极材料生产项目》。据悉,该建设年产1万吨电池石墨负极材料,主要生产用于便携电源(如移动电话、笔记本电脑等)、储能电源(如风能、太阳能等)、动力电源(如特斯拉电动车)、军用电源(如军事通讯设备,侦查设备)等设
作为负极材料产业的核心原材料,石墨产业迎来重大利好。美国财政部于当地时间5月3日表示,将在汽车制造商获得电动车税收抵免政策方面释放更多“灵活性”,这意味着使用中国石墨制造电池的韩国电动汽车制造商进入美国市场时,也能获得最高7500美元的税收抵免。随着美国放松中国石墨材料的使用限制,在二
百川股份公告,近日,公司孙公司宁夏百川新材料有限公司实施的“年产1.5万吨石墨负极材料(1万吨石墨化)项目”已完成竣工验收,正式投产;“年产2万吨磷酸铁、6000吨磷酸铁锂产品项目”、“锂电池回收利用项目”已完成相关部门验收手续,进入生产阶段。子公司宁夏百川科技有限公司实施的“正异丁醛及
北极星风力发电网讯,近日,天铁股份发布关于拟与安徽合肥庐江高新技术产业开发区管理委员会签署《投资协议》的公告。根据公告显示,天铁股份在庐江高新区投资年产10万吨改性石墨负极材料项目。总投资约14.50亿元,其中固定资产投资约12亿元,流动资金约2.50亿元。
据韩联社1月14日报道,中国政府批准了向韩国主要电池行业厂商出口球形石墨材料、石墨负极材料成品的申请。报道称,中方去年12月下旬批准向韩国钢铁巨头POSCO(浦项制铁)集团旗下电池材料生产子公司POSCOFutureM出口锂电池负极材料生产所需的球形石墨材料。该公司是韩国唯一一家正、负极材料全部涉足的
北极星储能网获悉,12月14日,商务部发言人在例行新闻发布会上表示,自12月1日优化调整石墨物项临时出口管制措施正式实施以来,已陆续收到了相关企业的出口申请。经依法依规审核,已批准了若干符合规定的申请。商务部将继续依法依规对企业许可申请进行审核并作出决定。据悉,10月20日,商务部联合印发
北极星储能网获悉,11月30日,商务部例行新闻发布会上,商务部发言人束珏婷回应了关于石墨出口管制问题。束珏婷强调,对特定石墨物项实施出口管制是国际通行做法。近期,中国政府依据《出口管制法》规定,经广泛征求有关企业和产业界意见,对石墨物项临时管制措施进行了全面评估,并作出有进有出优化调
8月14日,贝特瑞与澳大利亚EvolutionEnergyMineralsLimited(以下简称“Evolution”)于线上签署合作协议。双方将在天然鳞片石墨资源项目开发、生产和销售天然鳞片石墨精矿、制造和向全球市场供应优质下游负极产品方面进行全面商业和技术合作,共同在全球范围内开发互利的商业机会。本次合作将有利于拓
7月19日烯石电车新材料宣布,于2023年7月19日,公司与南墅镇政府订立合作协议,据此,公司与南墅镇政府拟就位于中国山东省莱西市南墅镇的莱西市南墅镇新材料产业园(产业园)的石墨负极材料项目进行合作。待获得中国政府的所有批准后,公司将于产业园建设厂房生产锂离子电池负极材料。公司在符合相关规定
近日,福建三明经济开发区与上海墨砾新材料科技有限公司(简称:墨砾新材料)举行“天然石墨负极材料前驱体”项目签约仪式。据悉,墨砾新材料拟在三明经济开发区吉口新兴产业园区投建天然石墨负极材料前驱体项目,项目总投资30亿元。
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!