听过三元锂电板,听过磷酸铁锂电板,听过氢燃料电板,关联词你听过钠离子电板吗?
近日,长安联袂宁德时间认真发布全球钠电政策,基于宁德时间钠电技艺的首款量产乘用车也认真亮相。
这款全新钠电车型,仅以45度的电板容量,就达到了400公里以上的纯电续航。
更夸张的是,在零下30℃的极寒环境下,依旧能保捏苍劲性能,处置了朔方车主冬天开新动力车“续航打折、充电难”的痛点。
底下咱们就聊聊,到底什么是钠离子电板?为什么钠离子电板更能抗冻?又为什么之前一直莫得大界限普及?
什么是钠离子电板?
领先,咱们来搞懂什么是钠离子电板!钠离子电板并不是什么新时间的新技艺,该技艺早在19世纪就被提议。
从责任旨趣上讲,钠离子电板和咱们当今熟谙的锂电板其实差未几,差别只在于“干活的主力”不雷同。
张开剩余87%打个譬如:电板就像一个“能量物流仓库”,正极是“原料堆放区”,负极是“能量储存区”,电解液是“物畅通谈”,隔阂是“紧闭栏”,而离子,便是在仓库里走动奔波的“搬运工”。
充电的时间,“搬运工”会从正极的“原料堆放区”开赴,通过电解液“通谈”,穿过隔阂“紧闭栏”,跑到负极的“能量储存区”,把能量储存起来;而放电的时间,“搬运工”再从负极的“储存区”跑回正极的“原料区”,在奔走的过程中开释能量,供车辆行驶,这个过程便是把化学能再蜕变为电能。
而钠离子和锂离子电板中枢不同,便是“搬运工”的身份不同:锂电板的“搬运工”是锂离子,个子小、体重轻,擅长“放浪自如”;钠电板的“搬运工”是钠离子,个子比锂离子大34%、体重也更重,擅长“扛重活、抗造”。
除此除外,两者的仓库布局、物流历程、责任逻辑,着实弥散雷同。
钠离子电板有啥上风?
回来来说,钠离子的三大中枢上风便是:抗冻、安全、低资本。
上风1:抗冻智力更强。
民众皆知谈,锂离子电板最怕的便是低温,尽头是朔方零下十几度,续航至少打个六、七折起。但钠离子在抗冻智力要更强一些。
字据宁德时间的考研测试:钠离子电板在零下30℃的极寒环境下,可用电量仍能达到室温 25℃的 93%;而磷酸铁锂电板零下 30℃可用电量仅为室温的 20%,三元锂电板稍好,但也只须 30%。
若是把温度再压到零下40℃,这份对比更具冲击力:钠离子电板依旧能保住 90% 的可用电量,而磷酸铁锂只剩 8%、三元锂也仅 15%。
不错说,钠离子电板便是为朔方用户、极寒地区和种种特等使用场景量身打造的。更枢纽的是,它还能径直砍掉锂电板的一个中枢策画资本。
老司机皆知谈,冬天冰天雪地里给新动力车充电,根柢没法径精辟充:充电前得先用电板剩余电量给电芯加热,等温度升到0℃以上,才能迟缓提升充电电流。但钠离子电板根柢无谓这些操作,极寒环境下径直充电就行了。
那么,为什么钠离子电板不怕低温?
领先,是钠离子和锂离子的“体质互异”。锂元素是最轻的金属元素之一,锂离子个子小、电荷密度高,就像一个“裹着棉袄的小个子”,和电解液中的溶剂分子迷惑得尽头雅致,造成的溶剂化离子半径很大。
而钠离子本人个头大,况且电荷密度低,和溶剂分子的结协力很弱,造成的溶剂化离子半径反而更小,就像一个“不爱穿厚穿着的壮汉”。
要知谈,低温会导致电解液的粘度加多,流动性变差,阻力就会变大。关于锂电板来说,“裹着棉袄的小个子”锂离子,在宽敞的电解液里跑不动,迁徙速率变慢,能量开释就会受阻,续航当然就大幅衰减;
而钠离子这个“不爱穿厚穿着的壮汉”,溶剂化离子半径小,流动性强,就算电解液变稠,也能纯真穿梭,迁徙速率着实不受影响,续航也就不会大打扣头。
另外,宁德时间为钠新电板研发了独家的复合抗冻电解液,里面添加了四氟硼酸盐、磺酸内酯等添加剂,就像给电解液“加了防冻剂”,就算到了零下40℃,也不会凝固,依旧能保捏高超的流动性,让钠离子流动起来更顺畅。
上风2:更安全。
近几年,新动力车发火、爆炸的新闻偶尔会出现,大多是因为锂电板遭受碰撞、挤压、穿刺后,发生热失控激勉的,这也让许多东谈主对新动力车的安全性心存记挂。但钠离子电板,绝对改善了这个痛点。
宁德时间布了这样一段钠电板的极限安全测试视频:责任主谈主员用钢锯硬生生把满电的钠电板锯成两段,电板外壳冒着白烟,但莫得发火、莫得爆炸,甚而贯串的小灯泡还在泛泛发光,依旧能踏实放电;
之后,责任主谈主员又用电钻穿透电板、用液压机多宗旨挤压电板,就算电板外壳被绝对碎裂,电芯透露在空气中,依旧无烟无火、不爆炸,更莫得出现锂电板那种“一谈火光带闪电”的危急地方。
更夸张的是,就算把钠电板放在高温环境下灼烧、或者插足水中,它也不会发生热失控,酌定仅仅电量迟缓流失。
这种安全性能,不仅远超国度圭表,更是锂电板难以企及的——若是换成锂电板,遭受锯断、穿刺这样的顶刺碎裂,能够率会一会儿发火、爆炸,甚而激勉四百四病。
那么问题来了,为什么钠离子电板会愈加安全?
最中枢的原因是材料本人安全。锂电板的安全隐患,许多来自于正极材料——比如三元锂电板的正极,含有钴、镍等活性很强的金属,这些金属就像“易燃易爆的燃料”,一朝电板被碎裂,正极材料透露在空气中,就会发生剧烈的氧化归附反馈,开释无数热量,激勉热失控,进而发火、爆炸。
而钠离子电板的正极,根柢无谓钴、镍这些高危金属,而是遴荐了层状氧化物、普鲁士白等化学性质踏实的材料,就算被碎裂,也不会发生剧烈反馈,不会开释无数热量,从源泉阻绝了热失控的可能。
另外,前边咱们也说过,钠离子的半径比锂离子大,在充放电过程中,坎坷易造成蛮横的金属枝晶。这种枝晶就像“小钢针”,会刺穿电板里面的隔阂,导致正负极短路,激勉热失控,而钠电板着实不会产生枝晶,这就从根源上放弃了一个关键安全隐患。
上风3:资本更低。
钠离子电板还有一个最具杀伤力的上风便是资本极低。
字据宁德时间的数据,钠离子电板的BOM资本(物料资本),比锂电板低30%-40%,跟着2026年产能界限化开释、产业链进修,资本还会进一步下落,改日有望降到锂电板的一半以下。
关于新动力车来说,电板资本占整车费本的30%-40%,电板资本下落,意味着车价就能大幅下落。
钠离子电板之是以能作念到这样低资本,中枢原因只须一个:钠资源太“低价”、太“丰富”了,而锂资源却极其稀缺、崇高。
咱们不错用一组数据,直不雅感受一下两者的差距:
锂在地壳中的储量,仅为0.0065%,特别于每100公斤地壳物资里,只须0.00065公斤锂,相配珍稀;
况且锂资源的散布极不均匀,主要聚首在智利、澳大利亚、中国等少数国度,一朝国外时事变动,锂价就会暴涨。比如2022年,锂价一度涨到50万元/吨,径直推高了新动力车的价钱,也让许多车企堕入了“缺锂少电”的窘境。
而地壳中钠的含量高达2.36%,是锂的1000倍以上,特别于每100公斤地壳物资里,就有2.36公斤钠;咱们家里厨房的食盐(氯化钠)、大海里的海水、路边的盐碱地,甚而是咱们吃的咸菜里,皆含有无数的钠,索要钠的资本极低,枢纽无谓依赖入口,弥散能结束自食其力。
某种进程上来说,发展钠电板,最大的兴味是处置了咱们国度资源卡脖子的问题。
钠离子为啥迟迟莫得普及?
上风杰出,关联词钠电板的流毒也相配彰着,那便是能量密度太低。
现时三元锂电板的能量密度能达到300Wh/kg,磷酸铁锂电板能达到180 Wh/kg傍边,比较之下,钠电板能量密度的表面天花板在200 Wh/kg傍边,低于磷酸铁锂电板和三元电板。
是以,受限于能量密度,钠电板被行业广大合计主要适用于两轮车、储能及低速电动车等场景,难以进入乘用车主流阛阓。
关联词,在宁德时间这次寄托的钠离子电板,能量密度最高达175 Wh/kg,还是能称心大部分东谈主的日常代步需求。
改日,长安汽车旗下阿维塔、深蓝、启源、引力等多品牌皆将搭载钠新电板。钠新钠离子电板认真进入大界限搭载阶段。
不外,从能量密度来看来看,固然钠离子有所高出,关联词和高端三元里电板(250-300Wh/kg)比较,仍然有不小的差距。这意味着,关于那些对能量密度条款极高的场景——比如高端新动力汽车、高端手机、无东谈主机等,钠电板暂时还无法称心需求。
而钠离子电板的到来,更多的是一个补充选项。比如中低端的混动车型,初学的袖珍车等等开云体育(中国)官方网站,它们关于纯电续航并莫得太高的需求。而更安全,资本更低的钠离子电板,就相配适应这些赛谈。
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