中信建投:钠离子电池——人间烟火,柳暗花明(附报告)

一,材料体系构建:低成本电极材料是核心

鉴于钠离子电池的核心定位是性价比,其材料体系的低成本属性就分外重要。正极方面,和锂离子电池正极不同,钠离子电池的高价态过渡金属选择多为铜、铁、镍、锰等,也有锂掺杂手段使用。充放截止电压多在 2.5-4.2V 范围,比容量在 70-130mAh/g 之间。负极方面,和在锂离子电池中的行为不同,石墨在含有碳酸酯电解液的钠离子电池中的可逆比容量却不足 50 mAh/g,不足以作为质优价廉的负极材料。相比之下各类无定型碳材料的可逆比容量在 200-400mAh/g,甚至还有进一步的提升空间。

二,电池性能比较:仰威铁锂,俯挫铅酸

研究者比较了铅酸、铁锂和钠离子电池的综合性能。根据其分析,钠离子电池的能量密度、循环寿命相比于铁锂稍差,但是成本具备一定优势(约 1/3),低温容量保持率更高,耐过放能力强。和铅酸电池相比,则除考虑回收的成本无优势外,其他方面的技术指标实现全面大幅超越。

三,总结与评论:图人间烟火,瞻柳暗花明

我们认为,钠离子电池的研究工作具备相当重要的意义。其材料体系构建力图以廉价易得的原料、简单方便的工艺为导向,获取大幅超越铅酸、在某些方面和锂电相比具备优势的性能。研究者对钠离子电池的评价稍有过誉,但不影响其前景。综合各方面因素,我们推测,如进展顺利,钠离子电池有望大幅度取代铅酸电池,甚至部分替代锂离子电池。我们估计,钠离子电池有潜力用于储能。

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