白癜风十大专业医院 http://www.xftobacco.com/一、成果概况上海交通大学马紫峰科研团队，聚焦钠离子电池技术创新与工程化，致力于钠离子动力电池、钠离子储能系统及钠离子电池材料的研发和生产,发挥其成本低、温度适应性强、材料环保等优势，在低速交通工具和大规模储能领域开展应用。作为锂离子动力电池的有益补充，该成果缓解了产业发展受锂资源的限制，必将促进动力电池产业良性发展和行业进步。二、主要产品1、钠离子电池；2、钠离子电池储能系统；3、电池材料。钠离子电池层状三元、普鲁士蓝等正极材料，高性能钠离子电池电解液、负极材料以及其他各种二次电池用辅助材料三、核心技术1、NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2三元正极材料规模化应用技术；2、抑制钠离子电池的胀气技术；该研究团队设计的多功能钠离子电池电解质及其添加剂，有效抑制钠离子电池的胀气问题，使高倍率充放电条件下循环稳定性显著提高，使全电池稳定循环超过次，是迄今为止报道最高水平。3、千瓦级钠离子电池储能系统技术。四、应用领域钠离子电池的能量密度低于锂离子电池，所以暂时只适用于低速交通工具，如电动车、物流车、农具车等，以及大规模储能，如家庭储能，风力电站、太阳能电站等。1、钠离子电池低速电动车我国低速电动车已成为一个庞大的产业，山东、河北、河南是低速电动车产销大省，仅山东省年生产75.6万辆，同比增长21.4%。然而，低速电动车使用铅酸电池，在使用过程中造成大量的污染被人们广泛诟病。钠离子电池给低速电动车带来新的选择。钠离子电池的成本比锂离子电池材料成本低约40%，改换电池后，低速电动车与高速电动车仍有较大的空间距离，另外，补贴提前退坡也给低速电动车腾出了生存空间。若以铜铁锰基氧化物为正极，无烟煤基软碳为负极，钠离子电池的能量密度达到Wh/kg。虽然看起来尚不如锂离子电池，但已是铅酸电池的两倍多。同时，实验室Ah级电池的充放电循环数已达次以上，优于铅酸电池，能量转换效率高达90%，低温性能良好（-20℃放电容量是室温放电容量的86%），并通过了一系列针刺、挤压、短路、过充、过放等适于锂离子电池的安全试验。而且其材料成本却比锂离子电池低40%左右。也就是说如果建立了铅酸电池的回收制度，钠离子电池规模化生产后，其成本将接近铅酸电池。2、电力储能随着传统化石燃料等资源的短缺，温室效应及环境污染等问题，可再生清洁能源（如太阳能和风能）迎来新的机遇与挑战。然而，其间歇性和区域性缺陷，需要大规模储能系统（ESS）的辅助。与移动电子设备的能量存储（~4Wh）和电气化运输（~40kWh）不同，ESS必须能够存储足够大的MWh容量，以满足可再生能源和智能电网的需求。这种大规模的电力存储需要生产大量的电池，使得材料丰富度、电池成本和安全性成为主要问题。在这种情况下，必须首先检查用于ESS应用的固定电池的关键指标：首先，及时转换能源并收获可再生能源的应用相对更加耗能。这需要具有足够能量密度和低自放电行为的固定电池；其次，在几秒或几分钟内频繁的峰值调节是一个相对短时间的过程，需要调节需求和供应之间的瞬间差异。要求固定电池具有快速连续的交替高速充电和放电；第三，电池充电/放电操作在所有气候下都必须稳定。固定电池的电化学行为必须尽可能的与环境温度无关；最后，ESS应用不可避免地会产生大量的报废电池。对废电池进行环保处理以避免产生成本是产品设计考虑的因素。而钠离子电池具有的优势，将更胜上述大规模储能系统（ESS）：（1）NIB（钠离子电池）与LIB（锂离子电池）的成本优势钠离子电池正极用铜铁锰，都不是贵金属，价格远低于镍、钴等材料。裂解无烟煤得到的软碳材料解决了负极难题，无烟煤的价格不超过元/吨，也是便宜的材料。综合起来，钠离子电池的材料成本比磷酸铁锂电池约低40%（2）NIB（钠离子电池）与LIB（锂离子电池）的功率优势电池系统中的高倍率运行需要独特的电极，其结合了具有高离子和电导率的材料以及具有快速离子和电扩散的结构。例如3D框架，高性能粘合剂和创新电极设计，等先进的电池设计将实现高功率NIB。（3）NIB（钠离子电池）与LIB（锂离子电池）的气候优势大多数可充电电池中电极材料的反应动力学与温度有关。具体而言，环境温度在电池性能中起着关键作用。通常，电池性能随着工作温度的升高而提高。由于NIB使用有机电解液，工作温度必须控制在有机溶剂的阈值以下，以避免火灾风险或爆炸。当在低温条件下运行时，电池会遭受电化学衰减。特别是，电池反应的严重极化导致截止电压的快速达到，并最终导致电池故障。为避免此类故障，可充电电池形式的ESS必须与额外的温度管理系统配对，以实现稳定的能量存储。NIB可在极宽的温度范围（-30至55°C）内工作，无需额外的温度控制即可保持适当的工作温度。固定式NIB的全气候特性对ESS至关重要，特别是那些在偏远地区没有温控配件的ESS，NIB对各种气候环境的强大适应性也凸显了它们的高可靠性和安全性。（4）NIB（钠离子电池）与LIB（锂离子电池）的环保优势ESS的应用需要大量的电池，也将产生大量废弃电池。如果在没有进一步处理直接丢弃将对环境构成重大威胁。此外，废弃的NIB含有巨大的金属资源和有机电解质，这些资源的回收具有极大价值，被称为城市矿山。在这方面，与LIB相比，NIB具有显着的优势。NIB中Al箔可代替铜箔作为集流体，即使在电位降低的情况下，Al也不会与Na发生合金反应，从而简化了电池组件。其次，Al箔可溶解于碱性溶液，从而得以回收利用。因此，作为NIB中最有价值的组分——正极，可以在密闭循环中循环和再生。此外，在回收过程中可以容易地实现电极材料的直接回收。与传统的高温和湿法冶金工艺相比，直接回收的目标是减少能源，排放和废物，从而节省符合空气污染法规和处置费用的资金。Al箔可同时作为NIB正极和负极集流体，简化了电池组件。NIB具有实现全电池可回收性的巨大潜力。五、市场前景1、储能市场发展潜力大。目前大多数针对电力市场的储能实际上是电力储能（即储电），储能在电力系统的发电、输配电、用电的各个环节都可以得到应用（如图1所示）。中关村储能产业技术联盟（CNESA）发布《储能产业研究白皮书》，预计到年底，中国储能市场的累计投运容量将达到45.16GW，多类储能技术将在不同的应用场景中发挥各自优势，其中物理储能方面，抽水蓄能的装机规模仍占绝对优势；电化学储能规模预计将在年突破10GW，年接近20GW。（2）产业政策推动储能产业提前进入爆发期。年10月，国家能源局等五部门联合印发《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》（下称“指导意见”），明确了促进我国储能技术与产业发展的重要意义、总体要求、重点任务和保障措施。《意见》明确了储能“为实现我国从能源大国向能源强国转变和经济提质增效提供技术支撑和产业保障”，给予了储能极高的认可与定位；同时，明确了未来10年的发展目标，将分两个阶段推进相关工作，第一阶段实现储能由研发示范向商业化初期过渡；第二阶段实现商业化初期向规模化发展。随着《储能技术与产业发展指导意见》的落地，储能发展路径与应用前景得以明确，在我国电力体制改革深入实施背景下，储能的准入机制、结算模式的将进一步得到规范，伴随着动力电池梯次利用、“储能+”应用领域打开，储能有望提前进入爆发期。（3）低速电动车市场容量巨大铅酸低速电动车在安全、成本方面较锂电电动车优势明显，满足广大城乡居民消费升级需求，锂电电动车补贴不可持续，近3-5年，铅酸电动车将率先迎来爆发增长。“3.15”曝光后，国家层面明显加快行业规则制定，预计近一年内将政策将密集出台，市场将迎来爆发式增长，预计低速电动车年前有望达到千亿市场，包含亿元动力电池新增需求。
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