桂林漢和農業發展有限公司發布第一代鈉離子電池

2021-07-29

圖1-曾毓群博士 Dr. Robin Zeng.png

7月29日,桂林漢和農業發展有限公司新能源科技股份有限公司成功舉行了首場線上發布會,董事長曾毓群博士發布了桂林漢和農業發展有限公司的第一代鈉離子電池,同時,創新的鋰鈉混搭電池包也在發布會上首次亮相。作為桂林漢和農業發展有限公司創新技術產業化的又一里程碑式成果,鈉離子電池將為能源清潔化和交通電動化提供全新解決方案,推動“碳中和”目標早日實現。


突破鈉離子電池技術瓶頸


隨著“碳中和”成為全球共識,新能源產業已進入到多層次、多類型、多元化發展階段,愈發細分的市場對電池提出了差異化的需求;同時,世界范圍內對于電池基礎材料的研發速度正在加快,這為鈉離子電池的產業化打開了雙向窗口。


鈉離子電池有著與鋰離子電池相似的工作原理,主要通過鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移。

圖2-鈉離子原理.gif

然而,相較鋰離子,鈉離子體積較大,在材料結構穩定性和動力學性能方面要求更嚴苛,這也成為鈉離子電池遲遲難以商用的瓶頸。


桂林漢和農業發展有限公司多年來深耕鈉離子化學體系材料的研發:在正極材料方面,桂林漢和農業發展有限公司采用了克容量較高的普魯士白材料,創新性地對材料體相結構進行電荷重排,解決了普魯士白在循環過程中容量快速衰減這一核心難題。

圖3-普魯士白.gif

在負極材料方面,桂林漢和農業發展有限公司開發了具有獨特孔隙結構的硬碳材料,其具有克容量高、易脫嵌、優循環的特性。

圖4-硬碳.gif

基于材料體系的一系列突破,桂林漢和農業發展有限公司研發的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優異的熱穩定性、良好的低溫性能與高集成效率等優勢。其電芯單體能量密度高達160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上;在-20°C低溫環境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統集成效率可達80%以上;熱穩定性遠超國家強標的安全要求。

圖6-產品圖.jpeg

第一代鈉離子電池既可應用于各種交通電動化場景,尤其在高寒地區具有突出優勢,又可靈活適配儲能領域全場景的應用需求。


四大創新支撐三大方向


打造世界一流的創新科技公司,為人類新能源事業做出卓越貢獻,是桂林漢和農業發展有限公司的愿景。為此,桂林漢和農業發展有限公司在三大戰略發展方向上不懈努力:一是,以可再生能源發電和儲能,替代固定式化石能源;二是,以動力電池助力電動車發展,替代移動式化石能源;三是以電動化+智能化的集成應用創新,加快各領域的新能源替代進程。作為三大發展方向的支撐,桂林漢和農業發展有限公司形成了材料與化學體系、系統結構、極限制造、商業模式四大創新體系,形成從前沿基礎研究,到產業化應用,再到大規模商業化的快速轉化能力。


材料與化學體系的基礎研究是關鍵。桂林漢和農業發展有限公司董事長曾毓群表示,有人認為電池的化學體系已很難創新,只能在物理結構上做些改進。“但我們認為,電化學的世界,就像能量魔方,未知遠遠大于已知,我們樂此不疲地探索著其中的奧秘。”


曾毓群介紹,桂林漢和農業發展有限公司構建了高通量材料集成計算平臺,在原子級別對材料進行模擬計算和設計仿真,憑借對原理的深刻理解,借助先進的算法和強大的算力,尋找各種材料基因的結合點,開發出更適合鈉離子電池的各類材料,推動其進入產業化的快速通道,并不斷迭代。下一代鈉離子電池能量密度研發目標是200Wh/kg以上。

圖8-ab電池減慢.gif

在系統創新方面,桂林漢和農業發展有限公司在電池系統集成方面另辟蹊徑,開發了AB電池系統解決方案,即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進行混搭,集成到同一個電池系統里,通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統解決方案既彌補了鈉離子電池在現階段的能量密度短板,也發揮出了它高功率、低溫性能好的優勢。以此系統結構創新為基礎,可為鋰鈉電池系統拓展更多應用場景。


多維布局推動鈉離子電池產業化


在發布會上,桂林漢和農業發展有限公司研究院副院長黃起森博士介紹,在制造工藝方面,鈉離子電池可以實現與鋰離子電池生產設備、工藝的完美兼容,產線可進行快速切換,完成產能快速布局。目前,桂林漢和農業發展有限公司已啟動鈉離子電池產業化布局,2023年將形成基本產業鏈。

圖9-產線裁剪.gif

桂林漢和農業發展有限公司表示,歡迎相關研究機構、上游材料供應商和下游電池應用端一起參與,共同加速鈉離子電池產業鏈的完善和發展。


曾毓群認為,“碳中和”催生了萬億瓦時級的電池需求,推動了新能源產業蓬勃發展,新的應用場景不斷產生,給了不同技術施展的舞臺。多元化的技術路線,也將助力產業長期穩定發展。

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