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中立新能源研發鈉電池 邁入商品化

  • 工商時報 張秉鳳
中立新能源開發中的高倍率鈉電池组具有低自放電率特性,静置6個月後,運轉仍有92%電容量。圖/中立新能源提供
中立新能源開發中的高倍率鈉電池组具有低自放電率特性,静置6個月後,運轉仍有92%電容量。圖/中立新能源提供

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台灣鈉離子電池商品化再向前邁進一步;中立新能源技術總監李桐進博士宣布,歷經二年半的研發投入,實驗中的鈉離子電池樣品透過二輪電動車、儲能櫃等系統應用測試,其常溫循環壽命、高倍率及高低溫充放電、自放電率等性能數據優異,他呼籲國內電池大廠,攜手共同建立中後段研發生產線,進一步開發高倍率鈉電池儲能示範櫃,加速本土鈉電池產業商品化發展。

鈉離子電池與鋰離子電池結構相似,製程也相近,以鈉電池芯關鍵材料來看,正極材料為層狀氧化物/聚陰離子化合物/普魯士藍類似物,負極材料採用硬碳,負極基材改成鋁箔,電解質從LiPF6改成NaPF6,溶劑為鏈狀碳酸酯、環狀碳酸酯共用,隔離膜可沿用不變。

鈉電池有多項優勢特性,例如,低材料成本、良好的循環壽命、高低溫環境下均有優異的容量保持率-攝氏零下20度容量仍有80%以上,高安全性-材料特性穩定不易有爆炸現象,高倍率的10C充放電仍可保有容量95%,惟能量密度低仍待持續提升。鈉電池相對於磷酸鐵鋰(LFP)電池、三元鋰電池,各擅勝場,主要可在低速電動車、儲能領域做部分替代。以及可取代鉛酸電池應用市場。

中立新能源研發的第二代鈉離子電池(聚陰離子正極(NVP)+日本硬碳)樣品測試,電芯重量45.8g,容量1360mAh,能量密度90Wh/kg,常溫循環壽命1C循環500圈電容量>90%,15C放電容量>85%,10C充電容量>98%,攝氏-40度放電容量>75%,55度放電容量>88%,不同電解液充放電一致性良好,12V3Ah鈉電池模組應用測試,無自放電率,未來可取代鋰電,用於儲能系統。

相同容量的層狀正極鈉離子電池樣品,能量密度113 Wh/kg,倍率達12C放電能力,-30度放電容量>70%,在單體電芯容量放大之後,由於活物材料之比率在整體電芯提升情況下,電池能量密度至少提升20%以上。

李桐進說,中立新能源研發鈉離子電池獲得不錯的成果,超低溫充放電仍保有電量達70%,可解決目前鋰電池電動車低溫不能充放電的問題。大倍率充放電可在5分鐘充電90%,將應用在太陽光及風電等示範儲能,在實際應用上,低溫的應用可取代鉛酸電池,循環壽命達鉛酸的五倍,安全應用可取代鋰鐵電池。

李桐進強調,全球鈉離子電池應用需求正快速上揚,大陸鈉離子電池產業鏈正加速產業投資佈建,台灣鈉離子電池發展處於市場萌芽期,擁有數項優勢1.台灣累積鋰電池生產電池經驗,2.台灣可自行生產關鍵電解液,3.鈉電池的生產配方領先半年以上。未來市場機會來自,1.政府獎勵儲能,2.尖離鋒的電價差別利潤 3.再生能源充電之碳權獲得,4.非大陸製的電池出口商機。台灣電池產業應保握大好時機,搶攻鈉電池商機。

中立新能源統計市調資料顯示,2022年底中國鈉離子電池總產能2GWh,估計2023年底產能約39GWh,2023年全球鈉離子電池需求將達4.8GWh,2029年底中國產能上看320GWh。

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