在能源科技的浪潮中,寧德時代正以破竹之勢引領著電池技術的革新。寧德時代21C研究院院長歐陽楚英深刻指出,鈉離子電池技術的突破,標志著人類能源文明邁入了第三次覺醒的新紀元。相較于鋰資源的有限性,鈉元素的廣泛存在為能源自由開辟了新路徑。
電池技術的飛躍,材料體系的創新首當其沖。寧德時代乘用車和商用車CTO高煥強調,從實驗室研發到商業化應用的每一步,都是一項復雜的系統工程。歐陽楚英透露,在鈉離子技術的研發征途中,寧德時代得到了董事長曾毓群的堅定支持,如今,鈉離子電池已跨越實驗室門檻,即將迎來大規模商業化落地。
寧德時代在鈉離子領域取得了四大突破性進展。首先,通過創新的自生成負極技術,能量密度實現了約50%的提升。其次,無膨脹負極技術的開發,確保了電芯在充放電過程中的零應變。第三,高冷SCI構建技術和低酸電解液技術解決了循環壽命問題,實現了高庫存效率。最后,表面電場調控技術的采用,顯著提高了電池的安全性能。
高煥進一步介紹,在正極材料和電解液方面,寧德時代同樣做出了大量創新。正極材料方面,通過多元快離子脫嵌技術,拉大晶格間距,降低了內部阻力,提升了低溫性能。電解液層面,復合抗凍電解液技術使得電池在零下40°時仍能保持90%以上的能量效率,非晶格納米材料包覆技術和界面修飾技術則確保了電池在70°高溫下的工作能力。自研的電解液能在負極表面生成絕緣膜,結合界面枝晶阻斷技術,有效解決了枝晶生長難題。
寧德時代在自生成負極技術上更是獨樹一幟,運用了三項首創技術。調控界面組分和結構,提高離子傳導效率,沉積粒徑的大幅提升,降低了活性離子消耗速率,延長了循環壽命。材料設計上的界面保護層,減少了活性組分的滲透率,降低了活性離子副反應,提升了存儲性能。電解液設計方面,新型有機溶劑的使用,顯著提升了電芯的熱穩定性。
盡管材料體系創新帶來了諸多優勢,但在現階段,成本問題仍是不可避免的挑戰。歐陽楚英表示,長遠來看,成本是可以降低的,因為石墨負極材料已被取消,但在當前階段,仍需額外工作和材料,成本會有所增加。
結構創新方面,寧德時代提出了多核電池理念,標志著動力電池從參數推動階段向需求引領階段的轉變。高煥介紹,雙核架構的設計理念已拓展至五大領域,包括高壓雙核、低壓雙核、結構性雙核、熱失控安全防護雙核以及熱管理雙核,這些創新旨在提高電池系統的安全性和性能。
結構復雜度的提升帶來了新的挑戰,不同材料體系與系統之間的兼容性成為關鍵。高煥指出,寧德時代在BMS算法方面早有布局,并擁有全球最大的新能源汽車工況實際應用數據庫,為跨體系運營數據的積累提供了堅實基礎。
鈉離子電池技術的商業化前景備受矚目。高煥透露,鈉離子體系與自生成負極技術的結合,使得能量密度可達350Wh/L,磷酸鹽體系能量密度可達680~780Wh/L,三元體系更是能突破1000Wh/L以上。隨著技術的不斷成熟,鈉離子電池有望取代磷酸鐵鋰一半的市場份額。
寧德時代已正式開啟鈉電產品的廣泛應用。針對商用車領域,推出了24V重卡啟駐一體蓄電池,適用于重卡、房車等多種場景,具備優異性能。針對乘用車領域,鈉新動力電池能量密度高、循環壽命長,支持超充,將搭載于混動車型和純電車型上。結合雙核理念,寧德時代推出了三款驍遙系列產品,滿足用戶在不同場景下的需求。
驍遙系列產品采用寧德時代首創的“電電增程”技術,根據車輛行駛狀態和用戶駕駛習慣,智能調控兩個能量區域的分配策略,實現日常用車和長途出行的雙重需求滿足。