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《固态钠电池上车，抢占钠离子电池技术制高点》

  • 来源专题：先进材料
  • 编译者： 李丹
  • 发布时间：2023-11-12

  • 来自石墨烯网站

    日前，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研发的60伏特钠离子电池组顺利完成在电动两轮车的装车示范，该电池模组以1P20S的方式成组而成，重量约10千克，标准载重75千克，标准续航里程70千米。这意味着，电池行业迎来了新发展，新能源领域的创新和发展注入了新的活力。

  • 原文来源：http://nano.cnpowder.com.cn/nano/newsdetail.php?id=73697
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  • 《动力电池产能过剩危机加剧: 全球巨头争抢固态电池技术》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2018-07-31
    • 6月27日，中国电动汽车百人会秘书长兼首席专家张永伟在“中国（青海）锂产业与动力电池国际高峰论坛”上表示：“目前在各种技术路线竞争中，既有传统燃油车的提升路线，也有混合动力的路线，还有氢燃料的路线。因此以锂电池、三元电池为主的纯电技术路线需要加快的创新，找到核心竞争力。但是，现在电池的创新面临着很多不协调的问题，如材料和电池不协调，电池和整车不协调，整个电池制造和环保产业不协调。” 　　动力电池产业的快速进步，支持了电动汽车整体性能和竞争力的提高，在政策和市场双驱动下，新能源汽车和动力电池市场取得快速发展。然而，电动汽车发展是个系统工程，涉及整车正向开发、电机、电控、电池、轻量化、智能化等，最基础、最重要的仍是电池技术突破，可以说电池是破解里程焦虑、降低成本、提升性能的关键。 　　对此，张永伟表示：“在目前国内汽车产业链中，电池的发展最为领先，其他的方面还存在着很多短板。但伴随产能增大，也出现了投资虚化的问题。所谓的投资虚化是大量的投资围绕着一些固化的技术、一些低端的领域来积聚，容易制造一些没有实际竞争力的产能，这些产能最后可能会成为产业创新的障碍，所以产能大了不一定是最大的优势，但是没有产能很难跨过构筑竞争的门槛，这是一把双刃剑。” 　　按照产业发展规律，拼生产规模只是浅层次的竞争，不断提高自己的竞争地位最重要的仍是掌握核心技术，而且有能力不断创造核心技术，这就需要电池企业要以全球的视野生产一代、开发一代、预研一代。 　　6月15日，日本新能源产业技术综合开发机构宣布，与丰田公司和松下等企业启动新一代高效率电池（固体电池）的核心技术的开发。该项目力争在2022年度之前，确立固体电池核心技术，到2030年前后，将每千瓦时电池组的成本降至锂电池的1/3左右，将快速充电时间缩短至1/3，即10分钟。 　　中国电动汽车百人会理事长陈清泰表示：“在锂电池领域，日本企业已被中国企业赶超，在固态电池项目中，日本将举全国之力推进研发，力争夺回电池产业的霸权。这种竞争会激励中国的企业加倍努力。” 　　与此同时，北大先行科技产业有限公司总裁高原认为，短期或中期内固态电池可能实现突破，固态电池会用锂金属作为负极，提高能量密度，能够解决当前产业面临的许多问题。 　　需破解产能问题 　　事实上，在电动汽车市场的带动下，全球锂动力电池出货量由2011年的1.08GWh上升至2017年的62.35GWh，其中中国已经领军动力电池市场，出货量占比已经超过60%。前十企业全部为中日韩企业，占市场总额的80%。 　　面对电池产业竞争格局和发展事态的变化，陈清泰表示：“全球动力电池竞争日益激烈，中国企业将逐步由国内市场向国际市场扩展，而日韩企业也将进一步向中国市场发力，中国将成为动力电池竞争的主战场，欧美国家的企业虽然在本轮竞争中失去了位置，但是已经在为下一阶段的竞争做布局，是潜在的强大竞争者。” 　　伴随电池产业的发展，产能利用不足等问题却越发突出。目前我国动力电池市场也出现供应紧张和产能过剩并存的现象。数据显示，去年中国动力电池的产能已经超过了200GWh，但总体产能利用率却只有40%，市场两极分化非常明显，高端优质产能供应不足，低端产能订货不足，生产经营困难，呈现出结构性的产能过剩。宁德时代新能源科技股份有限公司副董事长黄世霖预测，动力电池产能过剩的情况可能会延续到2020年以后。 　　造成以上问题与盲目投资密不可分的。据不完全统计，国内动力电池相关投资项目多达100个，总投资额超过2159亿元。31个典型并购事件涉及交易金额427.74亿元，涉及上游资源和材料、中游电池生产及装备，及下游回收利用环节。 　　数据显示，中国动力电池配套企业已经从2015年的大约150家，降到了2017年的100家左右，1/3的企业已经被淘汰出局。 　　但一个潜在危机却不容忽视，即全球锂、钴、镍资源呈现出寡头垄断的特征。据了解，全球锂、钴、镍资源分布集中，智利、刚果、澳大利亚占比最高，中国锂资源丰富，但钴、镍资源匮乏。 　　陈清泰分析称，中国锂资源虽然丰富，但禀赋不佳，利用率相对较低，而镍、钴资源匮乏，对外依存度较高，从长期来看存在着资源安全的风险。近年来，锂、钴等上游材料的价格迅速上涨，而车企因为购置补贴的退坡需要转移成本，这就使得双重的压力压到了电池企业的头上，一些企业已经开始出现经营困难的现象。 　　固态电池仍有瓶颈 　　目前国际主流企业主要电池类型基本为磷酸铁锂和三元锂电池，去年在中国这两种电池装机占比合计达到93.3%。北京汽车集团有限公司总经理张夕勇预测，未来十年，动力电仍将以三元电池为主，同时向高镍和新体系电池方向发展。 　　固态电池具有能量密度高、循环寿命长、安全性高等技术优势，成为下一代电池竞争的重点，目前中国的宁德时代、比亚迪，德国的奔驰、宝马，日本的丰田，韩国的三星SDI、现代等多个国家的企业都在该领域布局。 　　但固态电解质离子电导率、固/固界面相容性和稳定性等技术问题，以及生产制备成熟度还亟待加强，规模化、自动化的生产线还需要进一步研发，且需要降成本，目前处于行业积累期。 　　因此，张永伟分析，新一代电池在技术和成本方面具有一定的优势，锂硫、锂空气电池、钠离子、纳米电池等新电池研发层出不穷，并且在某些方面取得突破。这些研究基本处于实验阶段，距离产业化较远，在产业界也存在许多争议，但不可否认的是，这些电池有望打破当前动力电池的一些瓶颈。 　　宁波杉杉股份有限公司副总裁孙晓东表示，固态电池实际上是有两个层面的含义：一是在现有的锂离子电池正负极的材料体系下，把隔膜和电解液换成一个固态的介质。但这只是提高了安全性，对能量密度、成本可能不会有太大的改善。同时，这种方式的挑战非常大，因为固态电池的导电率、高低温的特性、成本等因素，可能都需要有相当长时间去磨合，而且这不是真正的本质的固态电池。 　　二是真正的固态电池应该是采用固态的电解质，使得正负极材料体系彻底更新，把锂离子三元的碳负极改成锂硫或者锂金属。目前第一层很多企业都在尝试，但这样的产品不是电动车行业需要的，要达到第二层至少还需要10年的时间。 　　纵观整个电池产业，动力电池依靠技术的进步实现了低成本，已经具备了很强的竞争力。但下一代电池是什么，确实存在着很大的竞争不确定性。张永伟表示：“目前电池行业还在于创新和研发阶段，但在这个领域，最大的问题不仅是企业投入不够，基础性创新缺乏。基础研究的机构往往不太关心市场的需求，产、学、研链条不能打通，没有承担起国家赋予的公共技术基础研究的重任，这或许是未来该产业创新乏力的一个隐忧。”
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  • 《动力电池安全要求升级，固态电池和钠电池或迎利好》
    • 来源专题：能源情报网监测服务平台
    • 编译者：郭楷模
    • 发布时间：2025-04-17
    • 近日，工信部发布了一图读懂《电动汽车用动力蓄电池安全要求》强制性国标(下称“新国标”)。新国标由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会于2025年3月28日批准发布，将于2026年7月1日起开始实施。 此次新国标是对2020版的修订版，对电动汽车用动力蓄电池的安全性提出了更高要求，目的是更好发挥标准对于产业的规范和引导作用。 新国标主要由动力电池企业和车企两大类单位起草，包括宁德时代、国轩高科、比亚迪、中创新航、欣旺达、极氪、小米、中国一汽、丰田中国、日产中国、小鹏、宝马、上汽通用五菱、特斯拉等。 据悉，此次新国标新增项目或重要修订项目聚焦在三大方面，包括快充循环后安全、热扩散和底部撞击。 在热扩散测试方面，新国标在2020版触发方法推荐外部加热、针刺的基础上，增加了内部加热，修订版本进一步明确待测电池温度要求、上下电状态、观察时间、装车测试条件，技术要求从2020版的着火、爆炸前5分钟提供热事件报警信号，更新为不起火、不爆炸(仍需报警)，和烟气不对乘员造成伤害。 在新增的电池底部撞击测试中，技术要求是电池无泄漏、外壳破裂、起火或爆炸现象，且满足绝缘电阻要求。 在新增快充循环后安全测试中，技术要求电池300次快充循环后进行外部短路测试，要求不起火、不爆炸。 中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教在接受记者采访时表示，新国标可以视为史上最严电池安全令，首次将“不起火、不爆炸”从企业技术储备上升为强制性要求，彻底终结了行业对热失控风险的侥幸心理，标志着动力电池安全进入“零容忍”时代。 基于新国标对动力电池安全性的高要求，于清教表示，安全性更高的固态电池和钠电池将迎来利好。 近期，多家车企公布了固态电池的技术进展。4月14日，长安汽车通过互动平台对外表示，公司加速推进下一代电池开发，预计2027年推进全固态电池逐步量产。此前上汽集团总裁贾健旭宣布，能量密度突破400Wh/kg的光启电池计划在2027年面世。 跨国车企如大众、宝马等也在持续加码固态电池。2024年大众已经与美国固态电池材料商QuantumScape达成协议，计划将新一代固态锂金属电池产业化。 根据中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高的预测，全固态电池将在2027年上车，全固态电池真正达到1%市占率的规模化阶段，可能仍要等待5~10年。
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