星恒电源--高性能钠离子电池的开发及产业化

2023年4月26日，星恒电源受邀参加2023钠电池产业发展技术论坛，小电芯工程院电芯工程师王叶云发表了《高性能钠离子电池的开发及产业化》的主题演讲，介绍了钠离子电池的性能及星恒电源的超钠F1钠离子电池的核心技术优势。

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一、钠离子电池的性能优势

星恒电源专注做电动两轮车锂电池起家，积淀了深厚的两轮车领域技术经验与应用认证。基于此，星恒研判钠离子电池在两轮车领域的应用是一个重要的研究方向。钠离子电池和锂离子电池一样都是摇椅模式，唯一不同的是正极和电解液，钠离子使用的是含钠的材料，而负极则是将锂电池的石墨和铜箔换成硬炭和铝箔。

钠离子电池和锂离子电池的研究共同起源于上个世纪70年代，但由于钠离子电池综合性能较弱一直没有发展起来，直到近几年随着碳酸锂价格的上升，钠离子电池得到飞速发展。

相比于锂离子电池，钠离子电池最大的优势在于资源丰富，而且碳酸钠的价格非常便宜，相对稳定，是碳酸锂的百分之一甚至两百分之一。

除了成本优势，钠电池的能量密度在 100- 160 瓦时/公斤，是介于铅酸和三元电池之间，和锰酸锂、磷酸铁锂电池相当。它的循环寿命是能够大于 2000 周。低温性能零下 20 度，放电能够达到 85% 的能量保持率，是明显优于铅酸和磷酸铁锂电池的。

综合而言，钠离子电池的性能优势非常明显，它在电动轻型车领域替代铅酸电池将会成为一个必然的趋势。在新能源A00汽车、储能、电动两轮车等对能量密度要求不是很高的一个领域内，预计在未来几年钠离子电池的渗透率会持续增长，到 2025 年，钠离子电池在两轮车领域的渗透率将达到 20% 到40%。

二、星恒电源的钠离子电池开发

星恒从2020年开始进行钠离子电池的预研，目前已经完成了技术验证、制造放量，今年的主要工作是市场推广。

在预研期间，星恒非常注重知识产权的保护。目前星恒掌握的钠电自主知识产权有5篇授权，16篇实审专利技术。

此外，星恒在材料、技术等多方面开展反复科学验证。正极方面，选取合适的镍含量，并不是选取镍含量更高的，而是选取具有最佳性价比的一个正极材料。同时我们通过调节向结构，使得正极材料具有更高的电压平台，低压段的容量占比会更少，从而提升电压。在负极方面，通过对负级原材料的加强管控，通过改善配方工艺以及涂布设备等，有效的解决了负极产线批量生产面临的加工性性能差的问题。钠离子电池另一个产业化的问题就是产气，星恒联合电解液厂家共同开发新型电解液添加剂。

今年1月，星恒重磅推出了“性能可靠、超级能跑”的第一代钠离子电池——“超钠F1”。王叶云介绍，超钠F1循环寿命能达到2000次，随着第二代产品的开发，明年循环寿命可能达到6000周。钠离子电池的第二个性能是快充快放性能，超钠F1能轻松支持快充快放性能，充电率比锂电池提升15%，而且在不同倍率的充电情况下，它的放电容量非常稳定。

超纳 F1 还具备耐低温优势。零下 20 度容量保持率接近90%，并能在零下 40 度到零下 60 度的温度区间内正常工作。在零下 40 度的低温下，容量保持率超过60%。

另外，超钠F1的电量预测更加精准度，可充分缓解用户的里程焦虑。同时，超钠F1采用负极用的铝箔集流体，不会产生过放后导致铜箔溶解现象，安全性能大大提高。

超钠F1还具有不怕过放电的特性，可放电到 0 V再进行运输，没有危险性，这也为电池运输行业带来了福音。

超钠F1满足了国标的各项安全测试，比如1.5倍电压的扩充、过放、外部短路挤压、跌落、针刺、低气压、海水浸泡等。超钠F1在开始研发时就考虑到最好的性价比，目前的成本相比于锂电池能够降低20%。综合而言，超钠F1有六大优势，超长寿命、超快充电、超高性价比、超远续航、超准显示、超级安全。

在第一代钠离子产品系列当中，星恒推出了两款样品，一款是4820，专注于电动自行车款；一款是7236，主要应用于电动摩托车款，以两轮为突破口，星恒在第二代钠电产品的开发过程当中，以星恒的金砖电池为依托，将使用层状氧化物和聚阴离子两种材料，然后将重心聚焦于汽车和储能方向，这是星恒下一代产品的开发方向。

三、关于星恒电源

星恒电源成立于2003年，拥有以锰系多元复合锂为核心的多条动力电池生产线，是国内知名的动力锂电池高新技术企业。星恒已开展全球化产业布局，拥有苏州、滁州两大生产基地，欧洲、印度两大子公司，同时布局电池原材料业务“星恒青源”、电池运营品牌“城满电”和电池回收业务“星恒新材料”，开启全产业链生态进化。产品主要用于电动汽车、储能、电动轻型车等新能源领域。

早在2020年，星恒电源开始预研探索钠电技术，目前已掌握了钠电池正负极、电解液等关键技术专利，拥有系统性的钠电自主知识产权，推出第一代全气候超跑钠电池——超钠F1，率先实现了在电动两轮车领域的产业化应用，开启钠电产业元年。

原文始发于微信公众号（艾邦钠电网）：星恒电源--高性能钠离子电池的开发及产业化