创明电池研发总监赵悠曼:电动两轮车用钠离子电池开发前瞻

能源 每日财经网

2022年12月7~8日,LNEC8-第8届中国锂电(钠电)新能源千人大会暨2022绿色电池年会在深圳隆重举办。在全球碳中和碳达峰背景下,储能将是推动新一轮能源科技革命和产业变革的重要力量,也是应对气候变化和提高能效的重要支撑。来自电动汽车及两轮车、锂电池、钠电池、储能、回收以及材料设备等超1000+企业高层领导齐聚现场,共话行业发展。

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本届年会,组委会特邀创明电池研发总监赵悠曼出席活动并发表《电动两轮车用钠离子电池开发》主题演讲。

创明电池成立于2009年,自成立以来一直专注于圆柱形锂离子电池的研发、制造和销售,产品广泛应用于智能装备、绿色出行、储能系统等。曾先后被认定为国家高新技术企业、国家知识产权优势企业、广东省创新型企业、广东省知识产权示范企业等。创明一贯高度注重研发投入和研发人才队伍建设,内设创明电池研究院,建设有广东省新型高比能锂离子动力电池工程技术研究中心,并拥有国家级CNAS认可实验室。经过近二十年的发展,业已成为国内领先的专业锂离子电池产品制造商。

值得一提的,在此次2022中国锂电及储能行业金鼎奖颁奖典礼上,创明电池凭借领先的锂电池技术以及优异的市场表现,获评“2022年度最具影响力动力锂电池品牌”。

作为创明电池研发总监,赵悠曼从事锂离子电池研究开发13年,其主要研究方向涉及高能量密度锂离子电池的应用研究、高功率密度锂离子电池的应用研究、长循环寿命锂离子动力电池的应用研究、高安全锂离子动力电池的应用研究等。曾先后获得2020年创新东莞科学技术奖,广东省专业标准化技术委员会委员,东莞市”首席技师”等殊荣。

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会上,赵悠曼说到,电池作为电动两轮车的关键零部件,目前应用的比较多的是锂离子电池,但对于终端来说,对锂电池是“既爱又恨”。一方面,锂电池能够满足新国标的要求,同时满足消费者的日常需求,包括个人出行、即时配送、共享出行等。另一方面,消费者在关注性能的同时,更为关心价格,锂电价格高企是让消费者最头疼的地方。

“锂电池的关键原料碳酸锂自今年以来价格累计涨幅已超过80%,这给下游电池厂商、车企带来了巨大的成本压力,普通的应用,很难支撑锂电池的高成本。因此,目前首要的问题,就是要提高电池的性价比。”赵悠曼表示。

根据数据统计,2021年中国电动两轮车保有量在3.5亿辆,每年保有量仍有小幅的增长,预计到2025年将增长到4亿辆。2021年中国电动两轮车销量为4860万辆,同比增长13.02%,主要由于新国标政策的驱动,随着过渡期在各地逐渐结束,预计增速将回归常态,预计2025年实现6025万辆销量。

这是一个庞大的市场,在锂盐价格处在历史高位并持续攀升的背景下,为新型电池技术提供了可发展的契机,新能源产业正快速推进钠电池的量产计划。

相比锂电池,钠离子电池的优势是多方面的。首先,在理论层面上,相比锂离子电池,总材料成本要低40%~50%,具有很明显的成本优势;其次,从储量来说,地球上钠资源是锂的400倍,全球分布均匀;第三,钠离子具有很好的性能优势。

从钠离子电池的的性能方面来看,影响钠电池的性能主要有正极、负极和电池的设计。从正极材料来看,主要有层状氧化物、聚阴离子、普鲁士白这几类,每一类材料都有其优劣势。目前市场主流是层状氧化物,包含共沉淀法和固相法两种工艺路线。共沉淀法较固相法合成工序复杂,相对成本较高,但是共沉淀法合成的产品中元素分布较均匀,材料综合性能好且批次稳定性好;固相法成本相对便宜,材料综合性能一般,有其适用的应用领域。这两种工艺路线创明电池都在研究当中,并与原材料厂商共同进行开发。

钠电池对钠正极材料的需求在于低残碱、高压实、长循环、低成本。从当前研究来看,钠电池循环可以达到3000周,对比磷酸铁锂电池具备较良好的低温放电性能:-20℃容量保持率为75%。创明以大圆柱32140电池作为研究基础,钠电池12Ah对比磷酸铁锂15Ah,具有很好的成本优势和性能优势。

“就目前来说,无论是从技术层面,还是从上下游产业链来看,钠电池均仍处于量产前夜,现阶段钠电池与锂电池的关系更多的是互补,而不是取代。但从逻辑来讲,低成本、长循环的钠离子电池,势必会为电动两轮车提供更多的设计可能性。相信在电池厂与原材料厂的相互配合和共同努力下,钠电池能将很快面世。”赵悠曼表示。

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