一節(jié)鈉離子電池是如何誕生的？

雙碳背景下，隨著新能源汽車市場(chǎng)大規(guī)模爆發(fā)，大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用在各地規(guī)劃中陸續(xù)提上日程，原本就嚴(yán)重依賴進(jìn)口的鋰離子電池將面臨資源短缺的問(wèn)題。

鈉離子電池是一種二次化學(xué)電池，優(yōu)點(diǎn)眾多，包括資源豐富、成本較低、能量轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性高、高低溫性能優(yōu)異、高倍率充放電性能良好、維護(hù)費(fèi)用低等，有望在大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能和低速電動(dòng)車領(lǐng)域與鋰離子電池形成互補(bǔ)。

目前，國(guó)內(nèi)外都開(kāi)始展開(kāi)了鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化布局，鈉離子電池已經(jīng)具備了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的市場(chǎng)條件和技術(shù)條件。

那么，一節(jié)鈉離子電池是如何誕生的呢？

首先，我們先了解一下鈉離子電池的組成、工作原理和主流技術(shù)路線。

鈉離子電池由正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)和隔膜等組成，工作原理和鋰離子電池相似，都屬于“搖椅式”。充電時(shí)鈉離子從正極材料脫出，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極材料，電子則從正極經(jīng)由外電路運(yùn)動(dòng)到負(fù)極，從而維持系統(tǒng)的電荷平衡。

根據(jù)正極材料分類，目前鈉離子電池初具產(chǎn)業(yè)化前景的技術(shù)路線有三種層狀過(guò)渡金屬氧化物、聚陰離子化合物和普魯士藍(lán)類似物。其中，層狀過(guò)渡金屬氧化物材料優(yōu)點(diǎn)是制備方法簡(jiǎn)單、比容量和能量密度較高、制作成本較低，缺點(diǎn)是容易吸水，或與空氣反應(yīng)，對(duì)材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和電化學(xué)性能有影響。

鈉離子電池的設(shè)計(jì)制作，不同材料體系和結(jié)構(gòu)類型的鈉離子電池極片制造工序基本一致，區(qū)別在于不同技術(shù)的鈉離子電池封裝形式、內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，裝配工序有差別。

以鈉離子軟包電池為例，工序大致可分三個(gè)部分。

1、前端電極制造工序，包括電極漿料制備、電極涂布、輥壓、極片真空干燥、極片模切等；

2、后端裝配工序，包括疊片、焊接、入殼封裝、真空干燥、注液等；

3、化成分選工序，包括預(yù)封、化成、二次封裝、分容篩選等。

此外，鈉離子電池設(shè)計(jì)制作中的關(guān)鍵步驟，化成分選工序依據(jù)電池外觀結(jié)構(gòu)和容量大小，不同化成環(huán)境下，選用的夾具有區(qū)別。

鈉離子電池與鋰離子電池的生產(chǎn)線基本類似，不同在于鈉離子電池可用鋁箔作為負(fù)極集流體，從而正負(fù)極片均采用鋁極耳，因此，一定情況下對(duì)已有的鋰離子電池生產(chǎn)線稍加改動(dòng)，便可用于生產(chǎn)鈉離子電池，從而大幅節(jié)省電池企業(yè)初始鈉電投入成本。