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半固態(tài)鈉電前沿研究成果

發(fā)布日期:2023-07-24

核心提示:半固態(tài)+鈉電,比克電池正在深入探索鈉離子電池性能改善的新路子。7月18-19日,2023 ABES-6第六屆先進(jìn)電池電解質(zhì)/隔膜材料技術(shù)國(guó)
 半固態(tài)+鈉電,比克電池正在深入探索鈉離子電池性能改善的新路子。7月18-19日,2023 ABES-6第六屆先進(jìn)電池電解質(zhì)/隔膜材料技術(shù)國(guó)際論壇在蘇州隆重召開(kāi)。深圳市比克動(dòng)力電池有限公司林建博士,現(xiàn)場(chǎng)分享了比克在鈉電電解液的研究進(jìn)展,同國(guó)內(nèi)外頂尖專(zhuān)家、行業(yè)同仁等嘉賓展開(kāi)廣泛與交流探討,探討半固態(tài)鈉電池前沿技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展。

鈉電作為鋰電的有效補(bǔ)充迎來(lái)廣闊發(fā)展前景,其中電解液成為鈉離子電池的重要組成部分,它的性能直接影響著電池電化學(xué)性能的優(yōu)劣。目前相關(guān)研究方正積極開(kāi)發(fā)新型電解液,探索電解液與電極材料間的相互作用,以期提高電解液的電化學(xué)穩(wěn)定性,改善電池的電化學(xué)性能。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,研究人員選擇加入一些添加劑,對(duì)電解液的離子電導(dǎo)率和電化學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行提升。林建博士介紹道:“2021年比克電池開(kāi)始了鈉電的初步研究,選擇正極層狀氧化物和負(fù)極硬碳技術(shù)路線做全電。歷經(jīng)大量鈉電電解液添加劑試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在以層狀氧化物鈉電正極產(chǎn)氣為主的情況下,正極成膜添加劑可以有效抑制正極與電解液的副反應(yīng),從而大幅提升電池高溫循環(huán)性能。而新型成膜添加劑成膜阻抗低,則有效隔絕了電解液與正負(fù)極反應(yīng),使得高溫和低溫性能雙雙提高。”在此基礎(chǔ)之上,“半固態(tài)電解質(zhì)的出現(xiàn),又對(duì)液態(tài)電解液產(chǎn)生了束縛作用,改善了界面穩(wěn)定性,明顯提升電池循環(huán),并抑制產(chǎn)氣現(xiàn)象。”林建博士進(jìn)一步補(bǔ)充道。

林建博士圍繞半固態(tài)鈉電展開(kāi)深度講解

在深入研究電解液的同時(shí),比克針對(duì)最成熟的鈉電體系調(diào)研了元素變價(jià)情況。林建博士指出,“市面上成熟的含銅體系的層狀氧化物,其中銅元素可以參與變價(jià)過(guò)程,會(huì)令材料即使面對(duì)空氣和水分也非常穩(wěn)定。這給電池漿料制作過(guò)程增添了很多好處,比如很多材料都可以采用單晶,壓實(shí)密度進(jìn)一步提高,電池循環(huán)也能保持較好的性能。”

此外,基于以上研究成果,比克電池開(kāi)啟了中試樣品階段。林建博士表示,在倍率性能方面,鈉電的倍率充電和倍率放電性能顯著優(yōu)于鋰電;高低溫性能方面,零下40度,鋰電不能放電,而鈉電還能放出室溫容量的50%以上;常溫循環(huán)方面,預(yù)估2000圈以上性能皆?xún)?yōu)異;安全性能方面,經(jīng)過(guò)電芯常規(guī)安全性測(cè)試包括150℃熱箱測(cè)試、針刺和重物沖擊等結(jié)果表明,鈉電的安全性介于鋰電三元和鐵鋰之間,值得放心。

現(xiàn)階段鈉電發(fā)展態(tài)勢(shì)持續(xù)增長(zhǎng),《中國(guó)鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)》顯示,全國(guó)投產(chǎn)的鈉離子電池專(zhuān)用產(chǎn)能已達(dá)10GWh,相比2022年年底增長(zhǎng)8GWh,預(yù)計(jì)今年年底有望達(dá)到39.7GWh。比克電池作為國(guó)內(nèi)較早進(jìn)入鋰電領(lǐng)域的企業(yè)之一,此次將努力抓住鈉電發(fā)展新窗口,持續(xù)深耕新能源賽道、助力清潔能源建設(shè),為人類(lèi)美好生活的構(gòu)建貢獻(xiàn)自身更大的力量。


 
 
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