钠离子电池产业工程化挑战及痛点

钠离子电池产业工程化面临的挑战和痛点主要包括以下几个方面:

价格优势不再明显:随着企业加速布局锂矿,国内电池级碳酸锂价格从今年年初开始快速下跌,尽管钠离子电池材料成本远低于锂离子电池,但其成本下降潜力受碳酸锂价格下降影响而被削弱。当碳酸锂价格为 20 万元 / 吨时,量产钠离子电池成本为锂离子电池的 76%;而当碳酸锂价格达 5 万元 / 吨时,两者成本差距仅约 5%。
能量密度和循环寿命有待提高:目前,钠离子电池能量密度和循环寿命仅为磷酸铁锂电池的三分之二和二分之一,难以满足乘用车动力电池需求。
尚未形成健全的供应链:
材料体系尚未取得行业共识:例如,正极材料方面,层状氧化物相关量产技术已基本攻克,但普鲁士蓝结晶水去除困难,相关制备技术仍在攻关,聚阴离子正极相关量产技术也处于开发阶段;负极材料方面,硬碳比容量较高,但一般采用生物质前驱体,产碳率低,成本和规模化尚存劣势;电解液方面,六氟磷酸钠与六氟磷酸锂合成工艺相似,但热稳定性欠佳。
技术标准尚不完善:不同技术路线下电池电压平台各异,对电池管理系统及逆变器也提出了更高要求。此外,钠离子补偿、寿命预测等技术还有待开发。

尚未实现规模量产:原材料出货规模少,导致售价高,且技术路线没有充分定型;钠离子电池产品性能测试和市场应用验证不充分,产品测试数据积累少,无法支持快速研发迭代。
需重新匹配电子元器件:欠缺配套钠离子电池产品特性的专用充电器、控制器以及匹配钠离子电池模组和系统管理的 BMS(电池管理系统)。
缺少成熟的下游应用示范解决方案:缺少成熟应用搭配钠离子电池的应用场景的解决方案,下游客户产品应用需要冒一定的创新风险。
负极材料存在问题:硬碳负极材料面临生产成本较高、储钠容量有待提升、首次库伦效率较低等问题。
行业规范和国家标准缺失:当钠离子电池产品进入市场推广应用时,企业需制定产品的企业标准,并上报有关行政主管部门审核、备案,以此作为企业组织生产、判定产品质量以及销售的依据。

尽管面临诸多挑战,钠离子电池仍具有一定优势,如价格相对较低、工作温度区间宽、安全性较好、充放电倍率性能好等。未来,随着技术的进步和完善,钠离子电池有望在大规模储能、电动两轮车、北方地区电动汽车以及部分细分市场中得到更广泛的应用。同时,针对这些挑战,需要产业界、学术界等各方共同努力,加大研发投入,推动技术创新,完善供应链和标准体系,以促进钠离子电池产业的健康发展。

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分类:鸿蒙