巴斯夫,发布钠电池新品!

碳材谈科技 2024-06-14 03:20:31

【DT新材料】获悉,6月10日,巴斯夫宣布其全资子公司BASF固定能源存储有限公司(BSES)与日本NGK联合发布了一种先进的集装箱型钠硫电池(NAS电池)NAS MODEL L24,预计将于2024年下半年启动交付。

图源:巴斯夫

该钠电储能新品特点是显著降低的降解率和提升的热管理能力:

(1)由于电池单元腐蚀减少,年降解率显著降低至1%以下;

(2)通过热管理系统的改进,可显著减少单元电池数量,并提升连续放电时间,使得维护成本更低,据悉采用该新品的储能项目长期成本可节省约20%。

巴斯夫在电池领域不仅全面布局正极、添加剂、回收等环节,也是目前化工巨头中少有布局钠电池的企业。

海外方面,巴斯夫自2019起就与NGK启动联合研发钠硫电池。巴斯夫子公司BSES也是日本NGK钠硫电池的全球独家经销商。目前NGK钠硫电池长时储能系统已在全国250个地区实现部署,总装机量近5GWh。2023年以来,BSES已先后宣布与马来西亚Leader Energy、韩国天然气公司G-Philos等就钠硫电池系统项目开展合作。

国内方面,去年7月巴斯夫宣布与长三角物理研究中心在江苏省溧阳市成立“巴斯夫–长三角物理研究中心新能源汽车及储能联合研究中心”,重点关注钠离子电池和固态电池等技术研发。

图源:NGK

NGK成立于1936年,主营包括电气绝缘陶瓷产品、汽车点火产品、储能电池等。该公司也是目前唯一量产供应钠硫电池的企业,年产能约150MW。

钠硫电池,结构以单质硫和金属钠为正负极,β-氧化铝陶瓷为电解质和隔膜,工作温度在300℃-340℃之间的高温钠系电池,主要通过硫钠化学反应实现充放电。

性能方面,NGK钠硫电池能量密度达222Wh/kg,功率密度36W/kg,运行温度在300℃-340℃之间,循环次数达7300次,电池寿命超20年。

从特点来看,钠硫电池由于运行温度是高温,活性物质处于熔融状态,不会因充放电而发生固液过渡,也不会产生副反应,因此具备能量密度高、功率特性好、循环寿命长、成本相对低等优势,在储能领域的应用比例仅次于锂离子电池,不过高温安全性和工艺要求高是目前钠硫的痛点问题。

图源:NGK

从制备来看,钠硫电池制备包括陶瓷管成型、烧结、金属电极封接、电池装配等流程。核心技术包括β-氧化铝精细陶瓷的烧制、电池密封技术、负极润湿保护管设计、正极外壳防腐蚀和正负极装填技术等。

上述工艺和结构设计存在众多细节,具备较高的工艺壁垒。国内在这一领域起步较晚,主要有上海硅酸盐所、清华大学、复旦大学、西南大学等布局研发。此外由于工作温度较高,存在安全隐患,因此目前钠硫电池工作也主要集中在单体结构和性能优化等方面。

市场方面,据不完全统计,2022年全球钠硫电池市场规模约为0.31亿美元,其中主要是日本市场,占比超80%,预计2028年市场规模将达0.64亿美元,年复合增长率11.03%。

就国内而言,据国家《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2022年版)(征求意见稿)》,中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池,不宜选用梯次利用动力电池,预计未来钠硫电池或将更多用于小型储能场景,储能安全还是在首位。

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