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钠电“破冰者”领航新能源赛道
时刻绷紧安全这根弦
以科技突围为国家科技安全“铸盾”
“党建红”照亮“安全路”
高考期间我市以多云天气为主
  
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从实验室到量产线
钠电“破冰者”领航新能源赛道

■宋杰在实验室查看手机用电池。记者 隋翔 摄
 

□记者 毕凤玲

开栏的话

习近平总书记指出:“加快实现高水平科技自立自强,是推动高质量发展的必由之路。”我市坚持把科技创新摆在发展全局的核心位置。为进一步深化科技管理体制改革,突出成果导向和绩效导向,强化科技成果转化,我市将陆续推出泰安市科技成果发布项目。即日起,本报开设“泰安好成果”专栏,加强对重大科技成果的发现和推荐,旨在以科技创新引领产业高质量发展,推动因地制宜发展新质生产力,服务新型工业化强市建设。

受得了炎热气候、顶得住冰天雪地,充电快、成本低……如此“扛打”的钠离子电池在肥城市已实现量产。2024年12月,山东零壹肆先进材料有限公司建设的世界首条普鲁士蓝基钠离子电池(0.3GWh/年)生产线实现量产,标志着我国钠离子电池迈入产业化新阶段。

近日,该成果获评“山东好成果”,并在我国汽车启停电源领域被推广应用,实现销售收入3000万元。山东零壹肆先进材料有限公司董事长、总经理宋杰表示,今年公司生产的普鲁士蓝基钠离子电池销售额至少能翻一番。

5月23日,记者走进肥城蔚蓝科技产业园看到,山东零壹肆先进材料有限公司的无尘生产车间内,钠离子电芯生产线上一派繁忙景象,智能化设备有序运转,一个个钠离子电芯经过多道工序处理后陆续下线。

宋杰作为诺贝尔化学奖得主古迪纳夫的学生,已在肥城市深耕新型电池电极材料产业数年。从研发到中试再到产业化进程,宋杰带领团队屡次深入“无人区”。公司的发展历程,是一部充满拼搏与创新的奋斗史。公司在成立初期就会聚了一批来自国内外顶尖高校和科研机构的专业人才,组建了一支全栈式顶尖研发与产业化团队,其中高层次人才有30余名,核心成员在钠离子电池正负极材料及电芯研发与制造领域均拥有10年以上的行业经验。他们怀揣着对钠离子电池技术的探索热情,在技术研发道路上不断前行,攻克了一个又一个技术难题。

面对持续“大热”的锂离子电池,很多人也想知道什么是钠离子电池,以及这种电池有什么优势。

“钠离子电池是一种依靠钠离子在正负极之间移动完成充放电工作的电池。钠离子电池有很多优势,首先是低成本,其次是能大功率充放电,在-50℃的环境中也可以工作。它能很好地替代铅酸电池,解决铅带来的环保问题,且与铅酸电池相比,在循环寿命、低温性能、大倍率方面更有优势。”宋杰介绍。公司专注于钠离子电池核心材料与电芯的研发、制造与应用,依托原创的先进低能耗、低成本普鲁士蓝(白)类正极材料规模化量产技术,实现了从核心材料到电芯的一体化绿色低碳制造。

普鲁士蓝基钠离子电池是一种利用普鲁士蓝类似物作为电极材料的新型钠离子电池。相对于聚阴离子、层状氧化物钠离子电池,该类电池低温性能好、比容量高、倍率性能高,电化学稳定性优异,但其材料易产生结构缺陷,会影响电池循环性能,且相关研究多处于小规模示范应用阶段,尚未实现产业化。“在科技计划项目的支持下,我们攻克了普鲁士蓝材料晶格缺陷控制、界面副反应抑制、高导电电极设计等关键技术,开发出具有稳定结构的普鲁士蓝正极材料,并成功量产了高倍率充放电、长寿命、耐低温的普鲁士蓝基钠离子电池产品。该产品可在5分钟内完成快速充电,能量密度达110Wh/kg,循环寿命超3000次,启停寿命超10万次,-20℃、-50℃低温放电容量保持率分别超90%和75%,成功解决了车辆使用中低温启动难、电池寿命短等问题,主要性能达到国际领先水平。”宋杰告诉记者,普鲁士蓝技术路线在成本和性能上展现出更好的平衡。这种材料主要由钠、铁、锰、碳、氮组成,合成过程无需高温烧结,有效降低了生产成本。

据了解,钠离子电池能量密度不及锂离子电池,这就意味着,同样储电量的电池,钠离子电池的体积或许要比锂离子电池稍大一些。与锂资源相比,地球上的钠资源储量丰富到“不可能被耗尽”:从浩瀚的大海里,到每家每户的餐桌上,到处都有氯化钠的身影。

钠离子电池的应用前景也十分广阔,宋杰介绍,在全球锂资源供应短缺的态势下,钠离子电池有望在低速电动汽车、规模储能、极端环境供电等场景中,与锂离子电池实现优势互补。

“针对适合大倍率和低温环境的应用市场,公司还推出了12伏、24伏的启停电源产品,去年装车上万辆。”宋杰表示,山东零壹肆先进材料有限公司将加大该成果在风光储能、电动交通工具等领域的推广力度,预计2026年建成年产能1GWh的普鲁士蓝基钠离子电池生产线并投产,年产值可达10亿元,能进一步推动我国新能源产业高效、安全、可持续发展。

 
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