钠离子电池产业现状及进展交流纪要

专家分享-钠离子电池的背景情况:
钠离子电子的储能机理和锂离子电池是一样的。都是利用离子在正负极之间的迁移来实现电能的储存和释放。钠离子本身也带正电荷,但是钠离子半径比锂大1/3,所以移动比锂慢,能量密度比离子锂电池低。但是钠资源非常丰富。锂能源材料国内非常少,主要靠进口,未来的成本越来越高。钠资源是锂资源的1000倍,从成本看,比锂矿多。但是钠自理电池的技术还不成熟,目前主要工作还是在实验室。
按资源优势,是最有可能成为替代锂的资源。能量密度低,所以多能量密度要求高的就不适合,例如手机、笔记本电脑的应用替代就不行,但是对储能,电动车,体积比较大的,能量密度要求比较低的还是有较大的市场需求。钠离子电池未来不会一开始应用在乘用车,因为他们对能量密度要求高,但是电动大巴可以。分布式储能,电网的储能,场景很大,有很大的应用前景。

技术进展方面:从研发的角度,目前钠电池的正负极材料借鉴了锂离子电池的材料体系。经过测试,正极还是用层状电极材料类似锂电里面的锂钴氧后者三元,这是将来有希望大规模生产的。另外的还有磷酸盐体系,但如果要把磷酸铁锂变成磷酸铁钠,磷酸铁钠的储钠性能很差,所以可能要用其他的元素替代或者优化,例如磷酸钒钠或者磷酸锰钠之内的,但是也是磷酸盐体系。
另外就是普鲁斯兰类的体系,普鲁斯蓝类的光电循环比较稳定,但是缺点是能量密度比较低,容量也比磷酸盐和轮状材料低。所以现在还没有确定三大材料体系,哪个组好。负极在锂电里面最成熟的是石墨。但是用石墨作为负极材料,性能非常差,不能做强大的用途。
另外的硬碳材料做负极很不错,硬碳材料是一种稍微杂乱排列无定形的结构材料。这种硬碳材料的储钠性能,目前的实验室结果是可以和目前石墨处理的性能相媲美。所以现在负极方面最好的电池负极材料就是硬碳,但是硬碳还没有大规模量产的生产商,但是有些生产企业已经在布局硬碳的量产,但是准确时间还不确定。

锂电池的电解液用的是六氟磷酸锂溶液,钠电池用的是六氟磷酸钠溶在碳酸锂,运行起来的效果很好。如果要用于高压电的话,要用到高氯酸钠,就是把溶解的盐稍微换一下。但无论如何,和锂电的电解液非常相近,溶剂不变。隔膜完全可以用和锂电池一样的隔膜。负极可以用铝箔作为节流机,因为铝箔比铜箔的成本要低很多,用铝箔做负极可以降低集流体。集流体的制造工艺和锂电的制造工艺也是非常的类似。

所以锂电的生产线稍微调整一下就可以进行钠离子电池的生产,所以如果电池厂想要转型,它的重置成本不会太大。现在量产最大的问题还是这是兴起的技术,要从实验室到产业化去推广,他的技术稳定性以及材料的成熟度不会很高。

Q&A
1. 低温情况下钠离子表现更好,现在是不是真的可以达到160wh/kg?
理论上可以达到。但是没有给循环寿命的参数。目前的循环稳定性不好。市面上电动车要求2000次,但是现在研究只能是1000次。160wh/kg。快充15分钟80%的电量,理论上没问题。低温情况更好由于没有材料的组份和参数,所以保持怀疑。钠电池体积比锂电池大,动力学性能会相对差一些,钠离子的移动会慢。钠离子同时也存在受低温的影响。一般来说钠离子的低温性能比锂差,但是不知道宁德时代是否采用了新技术。

2. 循环寿命的主要影响因素是什么?循环寿命的指标之后的提升空间有多大,然后大概预计可能在什么时候能满足作为储能电池的循环?
正负极材料的结构稳定性。钠离子可逆的拖嵌,正极材料是经济材料,这个材料可以发生变化。有些材料的相对稳定性好,所以可以保持循环寿命。钠离子的循环没有其他的好,主要是体积过大,对材料结构的破坏更大,从长寿命来看可以达到1000次。但是这个问题在将来通过技术可以得到解决。可以使材料更加稳定。未来3-5年,加起来可以循环3000-4000次没有问题。

3. 如果都替换掉正负极材料,钠离子替换锂的话,成本比现在有多少下降?
现在钠离子还没有量产,现在主要还在实验室,材料花费比现在产业化的锂要高。
但进行量产后,加入整个生产工艺和锂电池持平,整个成本可以降低50%左右。但是现在还没有确定正负极材料,所以无法估算。负极稍微比锂稍微有点优势。大的优势还是在正极,因为在正极里先对金属离子方面,锰的相对性能更加稳定,基于钠锰氧的体系,里面再参入一些镍或者钴铁之类的元素,并不会太贵。
但是锂电都在做高镍,里面的钴和镍不能少,成本比锰高很多,但是用锂锰氧,锰多的话性能就会很差。但是锰在钠里面可以用做大量的稳定元素,不用用镍和钴。用锰作为主要的金属元素结合碳酸钠,在量产以后,成产成本比现在的锂电池会大幅度的降低。

4. 现在国内的锂离子电池的公司,从技术上比较一下,有没有什么公司是比较领先的?
主流的企业里,CATL的企业有团队做钠离子电池,他们的研发团队比较大,在布局的考虑会长远一些,他们现有钠离子电池,也有新闻发布。所以他们的技术比较领先,另外很多高校现在都在做研发,例如中科院孵化了中科海纳,专门做钠离子电池。上海交大在绍兴孵化了钠创新能源,主要做储能电池,也是初创的钠离子电池公司。这两个是专门做钠离子电池的研发和产业话的,不做锂电池。宁德时代主业还是其他,只是做了点钠方面的研发。
但是现在的钠离子电池都并不成熟,尽管CATL说明后年会进行量产,但是他们的产品应该也只还处于实验室阶段。

5. 中科海纳开发出了一款钠电池,能量密度大概145wh/kg,循环寿命可以达到4500次以上,你如何看?
循环寿命要看在什么条件下,一般来说循环2000次就很不错了,但是如果充电在80%的范围内充放电的话可以达到3000-4000次。循环的寿命高取决于充电的截止电压,因为截止电压提高0.1伏,它的循环寿命会下降很多。中科海纳的正极材料也是基于层状材料,基于钠锰氧的体系,里面做了些铜铁钴之类的元素掺杂,负极用的也是硬碳。电解液用的也应该是六氟磷酸钠

6. 国家在产业政策有什么具体措施
国家层面很支持,但是还没有具体措施。国家电网和科技部,布局了很多钠电池项目和投入了资金鼓励科研单位和企业申请。国家电网针对储能难的应用,包括风电太阳能的储能站,钠离子的需求都投入了经费研发。其他的暂时没有,不过会陆续推出政策。

7. 钠电池的制造设备和锂电池有什么区别?
材料的制造设备几乎一样。只是把原材料换一下。锂电的三元材料或者钴酸锂都是用工程电和固相法支配,正极材料生产线投入的原材料主要是碳酸锂,氧化镍,酸苯或者金属盐加上碳酸锂或者氢氧化锂。钠电池里面就是金属盐不变,就是把碳酸锂或者氢氧化锂换成碳酸钠和氢氧化钠,但整个合成工艺是一样的。
对于正极的生产商来说,可以基本沿用目前的锂电正极生产设备,但是具体的生产参数和条件上要做些调整。但是设备是基本相同的。石墨方面的差别也不会太大。电解液方面也基本类似,就是把溶解的六氟磷酸锂换成六氟磷酸钠,但和整个锂电池的生产线差别不大。

8. 如果钠离子能做固态电池的话,能量密度能提升多少?是不是性价比会更高一些?
钠离子的固态电池优势不太大。一方面它的技术成熟度目前来看还比较低,主要问题是钠电池的固态电解质没有特别好的固态。而且现在固态电池也不是很成熟,这也是现在固态电池需要突破的壁垒。或者把电解液换成固态电解质。但是固态电解质至今没有特别好的。正负极材料现在比较常用的就是层状材料或者硬盘材料,但钠离子的体积比例较大,在固体里面迁移更不容易,它的离子导电率在电解质里面比较差。所以如果要做固态的钠电池,就得先找离子迁移率比较高的。要研发出性能比较好的得5-10年。

9. 如果钠电池找到好的电解质,那能量密度能提高多少?如果够不到200wh/kg的话,那他对液态钠离子电池的提升非常有限。
做得好的话,可能达到150-180wh/kg。
电解液在电池里面的重量占到20%多,如果全部做成固态,做得好的话,可以做的很薄,整个能量密度也可以被优化。但是固态电解质不能被做的很薄,会有短路的风险,做厚的话,能量密度就会被降低。现在的钠电池不太成熟,所以固态电池的性能现在看还是远低于液态钠离子电池。

正负极的容量,液态里面,可以发挥90%-100%的能量,但是固态里可能只能用到60%-70%。因为涉及到离子在固体里的迁移,电解液可以渗透到正负极里,所有正负极材料的颗粒都可以和电解液接触。但是在固体里,就得要有一个离子的传输通道,但这样在正负极里,可能会导致颗粒触摸不到电解液正负极,正负极的利用率会打折,能量密度的提升也会有限。

10. 国外是否也有发展钠离子电池的计划,他们的进展如何?
美国和欧洲现在都有一些研究项目,包括美国现在也专设了一些钠离子电池的项目研发,但是美国的钠离子电池的研发进展总体上还是落后我国和韩国,现在中国和韩国是领先美国和欧洲的。

美国有几家初创公司也想做钠离子电池的产业化,但是他们的规模和技术都不如国内的相关企业。韩国的LG,三星和SKI也在布局,他们的进度和中国差不多。

11. 当钠离子的技术成熟后,能够占到的电池总装机量比例是多少?
钠离子的技术优点在量产商体现出来,缺点是能量密度比锂离子电池弱。它的应用主要集中在储能还有对能量密度要求不高的电动工具例如低速电动车,电动大巴之类的。所以如果技术发挥在钠成熟的话,它在储能领域市占率能超过50%。但是在动力电池方面,钠离子电池很难占到比较高的市场份额,最多到20%。

12. 钠离子电池和燃料电池谁可以更快更成熟的发展?
从技术成熟度上看,更看好钠离子电池,因为工艺上与锂离子电池非常类似,而锂离子电池已经非常成熟了,所以钠离子电池推进量产的过程会很快,2-3年之内相关的产业链可以建立起来。
但燃料电池要大规模生产和应用还是相对比较长远的。燃料电池是解决能源问题的终极目标,最后就是氢氧的反应,非常的清洁,能量密度也很高。但是现在的瓶颈就是氢的储存和释放,以及燃料电池里面催化剂贵金属的问题,贵金属成本很难下降,也很难找到替代的薄催化剂技术。所以这两个技术瓶颈很难在短期内攻克。燃料电池真的成熟可能要到3/50年以后,制氢的成本可以下来。

13. 如果钠离子原材料中国是可以完全自主提供,是不是不需要像锂材料这样大规模进口?
钠离子的原材料,中国的矿产足够。

14. 钠离子电池和锂离子电池燃料燃料电池是否会并存?
可能性很大。因为每个技术都有它的特点和应用场景。锂电池,燃料电池,钠电池的技术和针对性场景都不一样,所以并存的可能性非常大。包括铅酸电池也不会退出市场。目前的铅酸电池每年的量产和应用都在增长,只是增长的没有锂电池快。

15. 铅酸现在大规模用的还是什么地方?

储能电站和燃油车的起停电池,这两方面。因为它的技术成熟,产业循环也做得很好,电池回收等。虽然铅有毒,有污染,但是收回循环做的好,也可以把污染规避掉。这个回收技术是现在的锂电池还不具备的优势。但是大量的动力锂电池退役后,电池的回收利用也是存在的大问题。#投资##价值投资日志[超话]#

好运气的结果就是之后又接连碰上了北山羊和高山兀鹫。
我们这儿的山谷只要有水就有人居,人家都在谷口,牧道则通往深山。一路前行直到雪壅了路,路边已有松树耸立,树上有鸟嘤嘤,细小不见踪影。背阴处寒冷难耐,远处山峰银光闪闪,还是掉头往回走吧。
拐了几个弯后,我们停在一处又向阳又窝风的地方,半山坡上有羊圈,路边大树下有个土坯房——好地方牧民都知道。然后一下车就这两家伙对了个迎面。
它们肩并肩角并角地翻出河岸(为防洪水,岸边堆着高高的碎石),那么俐落又从容的模样,我第一反应居然是两匹很俊的驴子!等我反应过来喊先生快看又手忙脚乱地举起相机时,它们已转身下河岸了。然后眼瞅着它们出现在河对岸,穿过稀疏的灌木攀上斜坡。看它们在山岩上如履平地,仿佛能听到咔咔的蹄声,这本事人类只能望之兴叹了。
它们攀上山脊立定回望,两只大角恍若闪着毫光,矫健又健壮———到繁殖季了。
河岸边雪地上有清晰的梅花爪印,雪豹?在寂静的昏晓,也许它悄然而至,巡视着这片山谷。

1963年,赵振秀在野外取土,意外挖到一只西汉时期的青铜犀牛。研究所的吴梓林来到赵振秀家,对他进行了表扬,并奖励其200元,可这时村书记却拦住了他:“给太多了。”

赵振秀是陕西省兴平县豆马村的村民,1963年的春天,他发现牛棚经过雨雪的积压,有些地方已经坍塌,于是决定去外面取点土加固牛棚。

他推着小车来到一处断崖,然后拿着铁锹开始铲土,突然,铁锹铲到一个坚硬的东西,无法再进一寸。赵振秀只能停下来用手扒开泥土,这才发现土里埋着一个巨大的陶罐。

赵振秀心里突然诞生一个念头:莫非挖到文物了?要知道,豆马村虽然只是一个小村庄,但不远处就是汉武帝的茂陵,挖到文物并不是什么稀奇的事儿。

赵振秀把陶罐挖了出来,这个陶罐直径足足有70公分,高有50公分。他顿时失望透顶,谁这么缺德,把一个大水缸丢在这里。

可仔细一看,缸里似乎有东西,赵振秀把缸里的土全都清理出来,还真有东西,有铜器、铁器、还有陶器,一共有18件,其中最大的是一件犀牛外形的铜器。

这件犀牛铜器做工十分精致,简直就是栩栩如生,赵振秀一看就喜欢上了。此时天色也渐渐黑了下来,他顾不上挖土,收拾好铜犀牛就准备回家。

由于文物比较多,赵振秀拿不下,只好将其它文物连带那个大水缸一起埋了回去,只带着铜犀牛大摇大摆地回家。

这一路,赵振秀可谓是出尽了风头,村里人都知道他挖到了宝贝。

很快赵振秀家里挤满了看热闹的人,大家七嘴八舌地议论着,有人建议他把犀牛给卖掉换一笔钱,但更多的人建议上交国家,毕竟这里的老百姓对文物了解的可不少,私自贩卖文物是要出事的。

赵振秀也不知道该如何处理这件铜犀牛,只好放在家里,也懒得去管它了。

挖到宝贝这种事只要一个人知道了,那十里八乡的人几乎就都知道了,很快就传到了陕西省考古研究所,所里派了一位年轻的专家吴梓林前去豆马村考察。

吴梓林从财务领了200元经费,又开了介绍信就马不停蹄地赶往豆马村。

接待吴梓林的是全国劳动模范、村党委书记许敬章,当看到省里的专家来到家里,赵振秀并不意外,他一五一十地将自己发现铜犀牛的经过告诉了吴梓林。

当赵振秀拿出铜犀牛时,吴梓林的眼睛都直了,他虽然大学毕业没几年,但是看到这件样式精美、造型独特的铜犀牛,立即就确定这是一件价值不低的文物。

吴梓林默默在心里组织语言,他在想该如何向眼前的老乡开口,可还没等他开口,许敬章书记说话了:“文物是属于国家的,理应上交国家。”

赵振秀也跟着说道:“这宝贝当然是要上交的,不然我早就偷偷地藏起来了,这么贵重的东西,我可不敢一直放在家里,交给国家是最好的。”

随后,赵振秀又告诉吴梓林,在铜犀牛出土的地方还有其他的文物没来得及挖出来,吴梓林十分感动,他双手握紧赵振秀的手,一个劲地说谢谢。

离开豆马村前,吴梓林照例要对献出文物的赵振秀进行嘉奖,他掏出身上携带的200元准备交给他,可谁知这时许敬章却拦住了他:“要不了这么多,现在是国家困难时期(三年自然灾害刚过去),我们应当为国家考虑。”

赵振秀也表示只要50元就够了,吴梓林再次被感动,多么朴实的农民啊。

虽然50元也不算少,抵得上当时农民一年的收入。但后来吴梓林每每想起,还是很后悔没有将身上的200元都给赵振秀,毕竟他为国家献上的是一件国宝级的文物!

这尊铜犀牛被带到省考古研究所后,专家立即对它进行了仔细鉴定。

这是一件西汉时期的青铜酒器,全长58.1厘米,高34.1厘米,重13.5千克。犀牛体态浑圆雄伟,粗壮的四肢有力地支撑着健壮的身体,它昂首伫立,双角竖直向上,气势十足。

犀牛的全身布满了华丽的错金银云纹,毫毛则用非常细的金丝表现,让这尊犀牛显得高贵而又大气。

错金银是中国古代一种特殊的工艺,就是把金丝和银丝镶嵌在青铜器上,让原本色调单一的青铜器,增添一丝华丽的美感。

在犀牛的背部有一个圆形的口子,并设有可以开启的活盖,以便往里装酒。犀牛嘴巴的右侧有一个圆管,乍一看像是犀牛的獠牙,实则是倒酒的管流。只要轻轻将犀牛的尾部上抬,酒液就可以从圆管中流出。

根据这件青铜酒器的特征,专家将其命名为“西汉错金银云纹青铜犀尊”。由于铜犀尊出土的地点并不是墓葬,上面也没有铭文,关于其主人的身份则成为一个无法揭开的谜团。

在人们的印象中,犀牛主要生活在非洲和南亚等热带地区。为什么在遥远的西汉时期,位于陕西咸阳的豆马村会出现犀牛外形的青铜器呢?

其实,春秋战国时期,在黄河中下游生活着大量的犀牛。因为犀牛皮质坚硬,适合用来做盔甲,因此各诸侯国大量猎杀犀牛,导致犀牛越来越少,最后甚至灭绝。

犀牛除了皮质坚硬,它的长相也十分凶狠,因此被视为驱灾辟邪、迎福纳祥的神兽,所以犀牛作为原型被制作成青铜酒器也就不足为奇了。

如今,这件尊贵的铜犀尊珍藏于中国国家博物馆,它让我们领略了中国古代工匠精湛的青铜铸造工艺,同时也为我们研究青铜器的历史提供了非常珍贵的实物资料。
#出道吧新星##这就是中国风#


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 买了东西就不要再去比价格,吃了也不要后悔,爱了就不要猜疑,散了也不要诋毁,所有的一切,只不过在为自己的选择买单,无论一遇见谁。缘起则聚,缘尽则散,情出自愿,事过
  • 《《道德经》※憨山注※第十六章》第十六章 【通行本】:致虚极,守静笃。万物并作,吾以观复。夫物芸芸,各复归其根。归根曰静,是谓复命。复命曰常,知常曰明。不知常,
  • 我付出了很大的努力才回归并得到认可,我在这里很好,对我来说是一种荣誉,我希望它是我在欧洲效力的最后一家俱乐部。我付出了很大的努力才回归并得到认可,我在这里很好,
  • ISSAY的致敬專輯,第一首「DER RHEIN」是雙vocals:宙也 & kyo (D’ERLANGER) violin:SUGIZO (LUNA SEA
  • #我才不要和你做朋友呢点映##我才不要和你做朋友呢贼啦好笑# 今天有幸参加了电影《我才不要和你做朋友呢》的点映活动,真是一部不错的电影,整剧笑点特别多,在六一儿
  • 很多优质精油品牌因为市场还比较小众,触及都有限,需要大量用户裂变精油的进价和零售价之间利润空间极大,往往有1-2倍的利润例如一个单方精油你选好供应商,你的到手价
  • 期间还有pp和对家,黑子,yxh各方真真假假的消息不绝于耳,吓唬的,pua的,层出不穷,但我心里一直有一个信念就是,我们是观众,我们在做对的事,没有错!我想大粉
  • #杨幂[超话]#心中有阳光,处处都是风景。继续给涂山红红盖木娄木标:5⃣️0⃣️0⃣️0⃣️ 裤实时播报重要的事情说三遍❗❗❗寻艺点3次❗寻艺点3次❗寻艺点3
  • 又比如我跟你讲,近来发现,工作中的内耗比春天的闷雷更沉。于朋友交谈,生活的电光火石都是真真切切的,少去预设期待,才能卸去疲惫,会比想象中过得要好的吧。
  • 青春正能量,岁月蹉跎,不去珍惜,它只会荒废,一旦如拾珍宝般去爱它,它一定会给予你最青春正能量的回应。把那一刻的勇气,变成此刻的坚持,你终将遇见更好的自己。
  • #韩娱跳蚤市场[超话]# 女团卡全换任意符卡 符2367优先 什么卡都行 tag 吒 毛 炽 墨 鲸 梯 兔 黛 芙 紫啵 米斯 aespa 柳智敏 金冬天
  • 但是那天上午直播说请大家不要点儿歌,晚上开场就自选白龙马的哥哥,让我突然间就get到了他的真诚(不知道你们能不能理解那种感觉)像那种笨戳戳捧着真心鼓起勇气试探的
  • D-10我真的破防了,金硕珍,补药啊!Wanna touch your body all night投我那够一加那 那咪加那 内呢gin 木漏 打啦哇Put y
  • ”“我用持续攀爬的耐心迎接未来,每个人都有自己的高山要爬,每个当下都是已到的未来,过去的一年我们等待了很久,新的一年我们想对大家说:‘该见面了’””“ 梦与愿望
  • 全剧最惨的可能是那个小偷了,被小兰、和叶、佐藤连番攻击,不过他也挺厉害的了,被连番攻击后还能抗住[笑cry](图六)威海剧本杀|《六道》超燃博弈 「华夏妖神志·
  • 对方在这时候似乎气势起来了,倒是打了一些好球出来啊,比分一下拉到4:7,我真的,心里已经凉透了,又害怕又使不上力,我已经害怕到什么程度呢?开局打得,额,不太好,
  • 花了一万块买到了价值上亿的世界上%各领域顶尖人物从未公开过的内部绝密……因为太核心,不宜传播,懂得私聊……一切都被设计好了,一切都被等好了阶层,你一但了解,将是
  • 你生日那天 我们打扮的漂漂亮亮的帅气的你出门 吃了一餐简单的牛蛙自助餐 你说很幸福 能吃饱 能吃够 很开心 看着我一天天的被你养胖 你觉得很幸福 说老婆是用来疼
  • #任嘉伦[超话]# 见惯了量产的温柔,所以对笨拙的真诚才会格外动心!❥❥❥❥❥❥❥ᴿᴶᴸ任嘉伦@任嘉伦Allen ❥❥❥❥❥❥❥心中有爱,一路春暖花开Rjl#
  • 【麦玲玲2024年十二生肖运程】 十二生肖不同月份出生有什么不同的性格之生肖虎 麦玲玲老师2024年生肖运势戳评论区领取 属虎人生于正月,新春之时:万象更新,龙