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中国宁德时代发布钠离子电池
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中国宁德时代发布钠离子电池
(上海22日讯)中国电池巨头宁德时代(CATL)发布了成本低廉、又能耐极低温的钠离子电池,宣称该产品将重塑电动车产业,撼动锂电池的主导地位。
综合报道,宁德时代星期一(4月21日)在超级科技日活动上,正式发布首个钠离子电池品牌“钠新”,并推出两款产品:钠新乘用车动力电池和钠新24V重卡启驻一体蓄电池。
零下40度保持90%可用电量
宁德时代中国乘用车、商用车首席技术官高焕介绍,钠新乘用车电池能在零下40度的环境下保持90%的可用电量。在仅剩10%剩馀电量的状态下,钠新乘用车电池仍可做到零下40度整车动力基本不衰减。
他指出,钠离子电池可解决电动车在北方地区运行的低温痛点,推动电车在北方及其他高纬度地区普及。
面向电动车和混合动力汽车的钠新乘用车电池将从今年12月起开始量产,面向重型卡车的钠新24V重卡启驻一体蓄电池则将从今年6月起量产。
宁德时代于2021年成为首家推出钠离子电池的主要动力电池制造商。与锂等其他材料不同,钠资源丰富且成本低廉,其电化学特性还有望降低电动汽车的起火风险。
钠离子电池“不起火不爆炸”
宁德时代研发体系联席总裁、21C研究院院长欧阳楚英说,锂资源在地壳中的含量仅有0.0065%,而钠资源的含量则有2.74%,钠资源约是锂资源的421倍。
高焕说,钠离子电池可在多面挤压、针刺贯穿、电钻穿透和电池锯断等实验之下,做到“不起火、不爆炸”。
然而,目前来看,由于技术起步较晚及规模的影响,钠离子电池成本较锂离子电池的优势并不明显。
但高焕认为,随著钠离子电池技术的成熟,他相信钠电池的商业化程度会越来越高,并取代磷酸铁锂电池一半的市场。
发布第二代神行超充电池
同一天,宁德时代还发布第二代神行超充电池。据介绍,该电池在充电五分钟后可实现520公里续航,并可在寒冷天气中实现15分钟内从0%充至80%。今年将有极氪、蔚来和阿维塔等67款车型搭载这款新电池。
宁德时代还发布了“骁遥双核电池”,这种新型电池系统架构采用了“双核架构”和“自生成负极技术”,类似于民航客机的“双发架构”设计,旨在提升电动车的安全性。 |
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发表于 28-4-2025 12:31 PM
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宁德时代首个“超级科技日”:推出钠新电池+双核架构+第二代神行超充电池
4月21日,宁德时代首个超级科技日重磅发布了三款动力电池产品——钠新乘用车动力电池、骁遥双核电池、第二代神行超充电池,以及一款蓄电池产品——钠新24V重卡启驻一体蓄电池,以颠覆式创新突破技术边界,开启新能源行业的“多核时代”。
宁德时代钠新电池作为全球首款大规模量产的钠离子电池,夯实了新能源的基础;骁遥双核电池开创了跨化学体系的全新设计,打破单一路线的技术边界,满足用户的定制化需求;第二代神行超充电池凭借峰值12C充电倍率,再次刷新全球超充纪录。
钠新电池,突破性能边界,夯实新能源基础
宁德时代钠新电池突破了材料本身的性能边界,首次将钠离子电池推向大规模量产,凭借钠的本征安全和丰富储量,将有效降低对锂资源的依赖,夯实新能源的基础,推动能源利用从“单一资源依赖”迈向“能量自由”。
钠新电池包含两类产品,分别是钠新乘用车动力电池和钠新24V重卡启驻一体蓄电池,均可实现零下40℃至零上70℃的全温域适配,重新定义了电池的极限温域。其中,钠新乘用车电池可在零下40℃的环境下,仍能保持90%的可用电量。在仅剩10%SOC(剩余电量)的极端状态下,钠新乘用车电池仍可做到零下40℃整车动力基本不衰减,做到极寒如常温。
钠新乘用车动力电池的能量密度达175Wh/kg,为当前全球钠电最高,比肩磷酸铁锂电池;支持峰值5C的充电速率和500公里续航,实现超1万个循环的寿命,同时大幅降低维护成本。在安全性上,钠新电池从材料本征层面消除电池热失控中的助燃因素,实现电池安全从"被动防御"到"本质安全"的跨越式突破。
宁德时代钠新24V重卡启驻一体蓄电池,使用寿命突破8年,全生命周期总成本较传统铅酸蓄电池降低61%。同时钠新重卡蓄电池具有全电量深度放电、零下40℃一键启动、久置一年可启动的优势,相比铅酸蓄电池而言更高效、环保、经济,推动商用车进入“天下无铅,车电同寿”新时代。
宁德时代在钠离子电池性能上取得的重大突破,补足了电池在极寒环境下的应用短板。钠离子电池的性能突破是电池全场景应用的关键突破。至此,宁德时代的骁遥双核电池应运而生。
骁遥双核电池,开启能量自由的多核时代
骁遥双核电池是宁德时代双核架构、自生成负极技术深度融合的重磅产品。双核架构,意味着电池包拥有两个强大的“独立能量区”,同时具备五大双核功能,包括高压双核、低压双核、结构双核、热管理双核以及热失控安全防护双核,能确保动力输出的连续性、稳定性和安全性。这种双核设计和软件的智能协同将在未来L3、L4级智驾时代为整车提供更稳定可靠的供能保障。
其中“自生成负极技术”则是原子层级的颠覆性突破,可让电池的体积能量密度提升60%,重量能量密度提升50%,可在同样的电池包空间内配置更多的电量,支撑起更长的续航。该技术可以灵活适配各种材料体系,当搭配三元体系时,能量密度最高可提升至1000Wh/L以上。
骁遥双核电池首创的“电电增程”技术,能够结合车辆的行驶状态和用户驾驶习惯,智能调控两个能量区的分配策略。主能量区可以根据用户的驾驶习惯与场景,适配不同化学体系的电芯,满足日常用车需求;增程能量区可采用高比能自生成负极技术,提供更大的电量,以满足用户的长途出行需求。
现场发布了三种跨化学体系的双核解决方案:
钠-铁双核电池——:钠新电池+磷酸铁锂自生成负极电池,充分利用钠新电池的低温性能,为用户带来不止低温更要远航的极致体验 。
铁-铁双核电池:第二代神行超充电池+磷酸铁锂自生成负极电池,在轴距接近3米的车型上可轻松实现千公里纯电续航,同时让每公里通勤成本低至1毛钱。
三元铁/双三元双核电池:三元电池+磷酸铁锂自生成负极电池,主能量区三元电池充电倍率峰值可达12C,能提供超1兆瓦的强劲动力,当电量低至20%时仍可输出超600KW的功率;由三元电池+三元自生成负极电池搭配的升级版产品——骁遥“双三元”双核电池,在轴距3米的轿车上配电量可突破180度,纯电续航里程突破1500公里。
宁德时代骁遥双核电池以用户需求为中心,让不同化学体系充分“分工协作、取长补短”,突破单一化学体系难以兼顾全场景的技术瓶颈,让不同成本区间、不同应用场景下的电池性能定制化成为可能。
从双核到多核的创新架构将不只限于新能源乘用车领域,还将在电动巴士、重卡、飞机、船舶、工商业等全领域落地,加速新能源全场景产业化;同时也将加快固态电池等前沿技术的应用进程。
第二代神行超充电池,再次刷新全球超充纪录
2023年宁德时代首发神行超充电池,开启了全民超充时代;宁德时代第二代神行电池的发布再次刷新全球超充性能上限,创造超充倍率新纪录。
宁德时代第二代神行超充电池是全球首款兼具800公里续航和峰值12C超充速度的磷酸铁锂电池,峰值充电功率达1.3兆瓦,可实现1秒2.5公里的无感补能。在零下10℃低温环境下,第二代神行超充电池15分钟可从5%补能至80%SOC。
同时,宁德时代第二代神行超充电池还提供全温域、全SOC(剩余电量)区间的强劲动力:在亏电状态下,依然具备830kW的输出功率;在零下10℃低温亏电的严苛环境下,依然可以轻松满足百公里加速的动力需求。
多核电池的本质,意味着将动力电池从“参数推动”带入到“需求引领”阶段。宁德时代通过在科技边界上不断探索与突破,开启新能源行业的多核时代——真正以用户为中心的“您的时代”。 |
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发表于 28-4-2025 06:45 PM
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📋 三大主流电池 每1kWh 体积对比表
电池类型 体积能量密度(Wh/L) 换算:1kWh(=1000Wh)需要体积
钠离子电池(现阶段) 160–210 Wh/L 约 4.8–6.25 升
磷酸铁锂电池(LFP) 250–350 Wh/L 约 2.85–4 升
三元锂电池(NCM/NCA) 450–700 Wh/L 约 1.43–2.22 升
钠离子电池的体积比其他类型的电池大很多,难以推广
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发表于 29-4-2025 01:59 AM
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2025年钠离子电池行业专题分析:钠离子电池有望逐步走向规模应用
钠离子电池行业专题分析:钠离子电池有望逐步走向规模应用。过去几年,钠离子电池成本快速下降,能量密度也有较大提升,其应用场景与规模不断在扩大。从终端场景来看,整车基于低温性能和成本的考虑,开始在A0/A00车型使用,并扩展到混动车型。在二轮车市场,钠电较锂电有安全和成本优势,2024年多家企业发布钠电二轮车,有望逐步替代一部分铅酸电池。在储能领域,钠电从户储进入到大储应用。我们分析,在动力、储能等多个市场,钠离子电池有望逐步走向规模应用。技术进步显著。过去几年,主流厂家在产品技术指标上有长足进步,能量密度、循环次数都得到比较显著的进步,动力方面,例如宁德时代第二代钠电产品能量密度超200Wh/k...
一、钠电下游正在加快商业化应用
1、车端、两轮车应用开始上量,大型储能开始尝试
新能源车领域聚焦增混与低续航纯电。宁德时代自 2021 年 7 月发布第一代钠离子 电池(能量密度 160Wh/kg)后,2024 年 10 月推出骁遥超级增混电池,通过钠电 与磷酸铁锂混搭技术实现 400km 续航和 4C 快充。该电池已搭载于理想、阿维塔 等品牌车型,2025 年将扩展至吉利、奇瑞等近 30 款增混车型。其第二代钠电池计 划 2025 年量产,能量密度突破 200Wh/kg,接近磷酸铁锂水平,快充 15 分钟可充 80%。宁德时代预计,钠电未来有希望替代接近 50%磷酸铁锂市场份额。 孚能科技开发的钠离子电池能量密度超 150Wh/kg,也已搭载江铃等品牌。 钠电在储能领域进入大储市场。2024 年,钠电池首次应用于大容量储能电站,储 能领域钠离子电池单独采购总规模达到 0.45GWh。
2024 年,大唐潜江钠电储能电站实现全球首次大规模商业化应用,系统效率超 80%; 内蒙古 200MW 风电项目采用钠电储能系统,循环寿命突破 3000 次,-40℃容量保 持率 85%;2024 年 12 月,海辰储能全球首发其首款电力储能专用钠离子电池∞ Cell N162Ah 等创新产品循环寿命超过 20000 次(70%SOH),在 10C 超大倍率条 件下进行放电,容量保持率高达 85%。2024 年,比亚迪规划建设 30GWh 钠离子 电池工厂,并推出钠离子电池储能系统产品—MC Cube-SIB ESS。 二轮车市场多家企业开始应用。近来年,各大二轮车厂纷纷开启了钠电的市场投放, 2024 年 1 月份雅迪开始将钠电池车型大规模投放市场,2025 年 1 月推出 3 款钠电 车型,并推出极钠电池,支持 15 分钟快充到 80%,在-20℃环境下仍保持 92%容 量,循环寿命达到 1500 次。23 年 12 月台铃初恋 EB-超级钠电版交付个人用户使 用,率先在北京与济南上市售卖。 此外,由于钠电倍率性能也表现优异,较锂电具有更好的低温性能,在商用车、工 程机械、启停电池等场景也已开始应用,未来应用规模有望不断扩大。
2、成本、安全、低温性能是钠电优势
2022 年锂价高位达 30 万/吨以上,钠电凭借成本优势迎来发展机遇。2024 年以 来锂价回落至 10 万/吨以下,钠电虽成本优势减弱,但凭借-40℃低温性能、高安 全性及能量密度突破 160Wh/kg 等技术突破,应用场景更聚焦: 新能源车电池:低温性能有优势,降本有潜力。对于 A0/A00 级车以及混动车型, 纯电续航普遍在 400km 以下,锂电池在低温下续航打折较多,采用钠电在保证 续航的同时,提升了电池低温性能表现。同时 A0/A00 车型售价普遍较低,对成 本要求较高,钠电未来降本有潜力。 二轮车电池:安全性能好,逐步替代锂电池和铅酸电池。两轮车市场成本和安全 是主要的考虑点,钠电池相较锂电池具备安全不易燃与原材料价格波动小的特点, 相较铅酸电池具备性能更优的特点、是国内强化火灾监管与严控整车重量的条件 下、满足消费者续航与性能要求的更优解,也是国外电摩品牌出海的破局点。2024 年铅酸电池市占率 8 成以上,铁锂和锰酸锂占约 2 成。新国标将搭载铅酸电池的 电动自行车重量限制在 63 公斤以内,而搭载非铅酸电池的电动自行车,重量限 制在 55 公斤以内。钠电依托良好的低温和安全性能将逐渐抢占锂电池市场,同样续航下钠电比铅酸更轻,价格相似,钠电有望进一步抢占部分铅酸电池市场。 储能电池:多维度优势。西北等地不同季节温差较大,对储能电芯低温性能要求 较高,同时锂电池起火事故的发生,也让安全性成为重要的考量之一。随着复合 磷酸铁钠正极钠电池循环寿命的提升到 8000 次以上,钠电在储能领域从早期的 户储产品逐渐进入到大储应用。
3、如成本有效优化,钠电产业有望显著增长
预计 2025 年-2026 年行业需求将迎来快速增长。预计未来动力电池和储能依托于 较为成熟的层状氧化物结构优先放量,同时带动原材料价格下降,后续二轮车、储 能场景也有望逐渐放量。 业内预计,如果成本能继续下降,未来几年,年钠电需求可能达数十 GWh,带动 万吨级别的钠电正极材料和负极材料需求,下游整体需求有望迎来快速增长。
二、快速迭代后,钠电技术路线阶段性趋稳
1、正极:层状应用于移动端,聚阴离子应用于储能端
正极材料应用有所分化。钠电正极核心在于寻找合适 Na+脱嵌的电极材料。层状金 属氧化物(类比锂电三元材料空间结构)、聚阴离子化合物(类比锂电磷酸铁锂空 间结构)和普鲁士蓝类化合物是钠离子电池正极材料的三种主流技术路线。 a) 层状氧化物凭借高能量密度和与锂电三元产线兼容的优势,成为动力场景首选, 但其循环寿命仅 1000-3000 次,且有残碱、空气稳定性较差问题。 b) 聚阴离子化合物以 4000 次以上的超长循环寿命和 300℃以上的热稳定性适配 储能需求,但能量密度偏低。 c) 普鲁士蓝类材料凭借原料成本优势和快充能力主攻低速车市场,但循环寿命仅 500-1000 次,且需解决结晶水含量控制(需低于 5%)和氰化物毒性问题。 在过去一段时间,钠电正极技术路线逐渐清晰,早期普鲁士、层状氧化物、聚阴离 子多条路线向层状氧化物和聚阴离子两条路线演进。由于两者分别与三元正极材料 和磷酸铁锂制备工艺路线相似,目前供应链也主要是相应的传统正极材料厂,但也 有部分新兴玩家参与竞争。在正极材料技术路线的选择上,大多数企业并不是单一 押宝某一技术路线,而是双线或多线并行。 根据起点研究院(SPIR)数据,2024 中国钠电池正极材料出货量约 8985 吨,同 比增长 135%。其中,含层状氧化物 6380 吨,同比增加 105%,聚阴离子 2540 吨, 同比增长 255%,普鲁士蓝白类出货量小,约为 65 吨,同比增长 491%。
2、负极:硬碳可能是当前阶段主要路线
钠电池的主流负极材料包括碳负极材料、金属氧化物材料、合金材料和有机负极 材料等。 a) 其中碳负极材料是目前最有希望走向商业化的选择,其可逆容量和循环性能 均已接近商业化应用的要求。按照石墨化难易程度,可以将无定形碳材料划 分为硬碳和软碳。 b) 软碳材料虽然有较高容量值,但其快的衰减速度造成实际应用的障碍;硬碳 材料较易制备,循环寿命较高,已获得部分实际应用。 c) 目前硬碳是钠电应用的主流选择,未来随着成本的降低有望进一步扩大应用 范围。价格方面,高端硬碳平均价格在 5 万元/吨左右,较早期已下降较多, 但较锂电人造石墨价格 2-3 万元/吨左右的价格仍然较高。 此外,电池厂也在进行无负极钠电体系的探索。宁德时代发布无负极钠电专利 (CN 119069619 A):材料上,通过高介电常数水性粘结剂(εr≥2.5)增强 Na⁺ 溶剂化作用,降低沉积过电位;结构上,通过导电涂层超薄厚度(1-5μm)和导 电剂改性,构建快速离子/电子传输通道,解决传统极片的不可逆容量损失问题, 实现长循环寿命(200 圈容量保持率超 95%)和高能量密度。
3、电池铝箔有可能受益
钠离子电池正负集流体均采用铝箔,有望提升电池铝箔需求。传统锂离子电池中, 负极集流体无法使用铝箔,锂与铝易发生合金化反应。而在钠离子电池中,没有这种问题,因此钠离子的负极集流体可以使用铝箔替代铜箔。 锂离子电池中铝箔单 GWh 用量约为 400-500 吨,而在钠离子电池中,由于正负 极集流体都可采用铝箔,在用量上相较于锂离子电池可能提升 50%以上。根据鑫 椤锂电数据,目前国内电池铝箔厂商主要有鼎胜新材、华北铝业、常铝股份、万 顺新材等,其中鼎胜新材 2024H1 年国内市占率约 40%。 可能适当降低锂电成本。目前市场上电池级别铜箔售价约为(95 元/kg)约为电 池级铝箔(37 元/kg)的 2.5 倍,因此在集流体部分,钠离子电池成本相比锂电 池将降低。
三、技术仍在迭代进步,但降低成本是当前核心诉求
1、钠电技术仍在迭代进步
正极材料:聚阴离子路线较多,降本是难点
在三种主流钠电正极材料中,普鲁士蓝白仍需解决结晶水问题,层状氧化物已有大 量应用,但是钠电若要在储能和二轮车等成本敏感领域进一步拓展,需要更低成本 的聚阴离子型正极材料的进步。 聚阴离子结构独特、性能优异(稳定性、循环及安全性好),当前采用该材料的钠 电池能量密度 100-180 Wh/kg,其中复合磷酸铁钠正极体系钠电池循环寿命可达 8000 周以上,电芯价格约 0.45 元/Wh,规模化量产后或降至 0.3 元/Wh 以下,成 本价格相对稳定。聚阴离子主要有复合磷酸铁钠(NFPP)、硫酸铁钠(NFS)、磷 酸钒钠(NVP)路线: 复合磷酸铁钠:具有高可逆容量、优异的倍率性能和超长循环稳定性。其原材料来 源丰富,成本低廉,且与磷酸铁锂的合成方法类似,设备基本通用,因此制造成本 低。制成的电池寿命长、循环特性好,可与现行的磷酸铁锂电池相媲美,适用于大 型储能领域。目前价格在 4 万元/吨左右,未来万吨级别产线投产有助于成本进一 步下降。
硫酸铁钠:具有现今报道最高的充放电电压平台(3.8V vs. Na+ /Na)、开放的三维 框架、高热稳定性、较好的倍率性能和循环性能、成本低廉等优势,使得该类材料 在储能与电动车技术领域具有较大的应用潜力,业界也比较看好 NFS 在两轮车领 域的应用。不过,硫酸铁钠正极材料较低的电子电导率和能量密度也在一定程度上 制约着其大规模商业化应用。目前价格在 3 万元左右,但是其原材料硫酸铁和硫酸 钠成本仅为数百元/吨,成本下降空间较大。 磷酸钒钠:具有比容量高、倍率性能优异及循环寿命长等优势。其对应于 3.4V(相 对于金属 Na 电极)的电压平台和 117.6mAh/g 的理论容量,三维钠超离子导体结 构,具有快速的钠离子迁移能力,主要应用于大规模储钠离子储能技术。不过由于 钒有毒,生产报备程序复杂且钒金属价格较高,目前布局企业较少。目前价格在 7 万元左右,钒金属较贵可能限制成本下降空间。
负极前驱体:前驱体对负极性能和成本起关键作用
前驱体是决定软硬碳成本和性能的关键,不同前驱体的硬碳材料电化学性能区别较大,但大部分硬碳的可逆比容量都在 250-600mAh/g 之间。目前主要有树脂基、沥 青基、生物质基和煤基,其中生物质基硬炭负极材料因其成本较低,可再生性强且 绿色环保的特点,成为目前最主要的技术路线: 树脂基:比容量最高,最宜控制合成,成本极高,规模化生产难。 沥青基:综合性能居中,理化性质直接影响品质,便于工业筛选,低温交联呈 粘稠态,难以交联完全。 生物质基:比容量高,成本压缩空间大,碳产率低,结构、成分一致性较低, 需要增设调控环节。 煤基:成本最低,碳产率最高,成熟度直接影响品质,首次库伦效率较低,容 量较低。 生物质基由早期的椰壳向其他原材料过渡,成本有望进一步降低。当前硬碳负极企 业为了降低成本,减少供应链依赖进口的风险,纷纷寻找其他原材料替代路线。圣 泉集团以秸秆为硬碳负极原材料,元力股份以毛竹为硬碳负极原材料。
2、原材料价格下降,降本还有空间
原材料价格下降助力钠电池成本下降:目前钠电电芯价格降至约 0.45 元/Wh,正 极和负极成本占比近 3 成。2024 年以来,钠电池正极成本较 23 年 Q1 下降约 40%, 负极硬碳国产化之后,单吨价格也降至 4 万元左右,目前电解液价格约 4 万元/吨, 隔膜价格也较锂电隔膜更贵,整体材料成本还有较大的降低空间。 未来随着技术进步和规模效应,成本有望降低到 0.3 元/Wh 以内,同时电芯能量密 度的进一步提升也将带动整体的技术降本。 |
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