前言

刀片電池是一種新型的鋰電池設(shè)計(jì)這種設(shè)計(jì)將電池單體排列在一個(gè)長條狀的外殼內(nèi)，以提高電池組的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全性由于刀片電池采用了更加緊湊的設(shè)計(jì)，因此可以在相同體積內(nèi)容納更多的電池單體，從而提高了電池組的能量密度，適合于儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)τ谀芰棵芏鹊囊?。同時(shí)采用了更加均勻的散熱設(shè)計(jì)，有效降低了電池組的溫度，延長了電池的使用壽命，生產(chǎn)成本相對(duì)較低，可以降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)成本。

2024年1月25日14:00-17:00，由充電頭網(wǎng)、電池交易網(wǎng)舉辦的2024新電池技術(shù)研討會(huì)順利在充電頭網(wǎng)公眾號(hào)平臺(tái)舉行，這次直播研討會(huì)充電頭網(wǎng)邀請(qǐng)數(shù)家知名企業(yè)為大家?guī)砭恃葜v，演講嘉賓各自分享了電池新產(chǎn)品、新技術(shù)，分享市場(chǎng)最新動(dòng)態(tài)和干貨。

在本次大會(huì)上，湖南立方新能源給大家?guī)砹说镀姵卦趦?chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用及聚陰離子鈉電產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，演講嘉賓是湖南立方新能源品質(zhì)中心兼鈉方銷售中心副總經(jīng)理蒙臣寶。

蒙臣寶，中南大學(xué)畢業(yè)，6Sigma黑帶，現(xiàn)任湖南立方新能源科技責(zé)任公司品質(zhì)中心兼鈉方銷售中心副總經(jīng)理、廣東省電池行業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長。掌握電源、鋰鈉電池、通訊三個(gè)領(lǐng)域的綜合產(chǎn)品知識(shí)；有16年電源、通訊行業(yè)，10年鋰電新能源行業(yè)質(zhì)量及安全管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

目前儲(chǔ)能系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)有經(jīng)濟(jì)性、安全性。

經(jīng)濟(jì)問題和儲(chǔ)能壽命強(qiáng)相關(guān)，儲(chǔ)能系統(tǒng)售后服務(wù)周期較長，壽命較短，特別是光伏產(chǎn)品一般壽命為25年但儲(chǔ)能系統(tǒng)在這期間可能需要換好幾波儲(chǔ)能系統(tǒng)。

同時(shí)安全性問題也尤為重要， 無論是使用還是生產(chǎn)過程中都會(huì)出現(xiàn)火災(zāi)的隱患。

同時(shí)溫度也對(duì)電芯的壽命有較大的影響，在實(shí)際儲(chǔ)能應(yīng)用中不同環(huán)境下，儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際循環(huán)壽命不足經(jīng)濟(jì)循環(huán)壽命的一半。

電芯在實(shí)際應(yīng)用中系統(tǒng)溫度分布不一，從而影響到安全與壽命。

刀片電芯擁有更寬大和較薄的優(yōu)勢(shì)，能夠使得散熱功率更大，更容易通過穿刺實(shí)驗(yàn)，同時(shí)擁有更好的安全性能，通過立方的算法可以看到，立方的刀片電芯相比其他280電芯的散熱功率高出2.23倍。

立方刀片電池是兩邊出極耳同時(shí)在正負(fù)極頂蓋布設(shè)多個(gè)防爆閥，縮短長度、寬度方向上泄氣路徑，同時(shí)通過了過充、UL9540A失熱控等極端安規(guī)認(rèn)證。

電芯充放電過程中極耳位置發(fā)熱溫升最大，280電芯正負(fù)極耳在同一側(cè)，最大發(fā)熱源集中在電芯頂部，造成電芯上下溫差，大刀片電池為雙頭出極耳設(shè)計(jì)，最大的發(fā)熱源不重疊，電芯溫升更小，溫度更均勻。

當(dāng)前280電芯的散熱方式為底部散熱，導(dǎo)致電芯溫差較大，導(dǎo)致循環(huán)壽命縮短，刀片電芯豎著排放上下均有散熱裝置，使得電芯溫度均勻，相較于底部散熱提升了67%左右的散熱功耗。

傳統(tǒng)的280電芯采用卷繞工藝，產(chǎn)生“C角”極片內(nèi)外層應(yīng)力不一致，存在風(fēng)險(xiǎn)，而刀片電芯采用堆疊工藝不存在“C角”，使得穩(wěn)定性更好同時(shí)循環(huán)性能也更好。

除了采用堆疊工藝外，還優(yōu)化了各項(xiàng)材料，同時(shí)也進(jìn)行了補(bǔ)鋰的工藝，保障了萬次級(jí)循環(huán)的措施。

280電芯與刀片電芯對(duì)比一覽。

使用刀片電池搭建模組，使得X、Y、Z軸都多出1mm的空間，空間利用率更高，同時(shí)pack體積能量密度提升。

刀片電池更容易實(shí)現(xiàn)CTS結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)能量密度。

相比同樣容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，刀片電池能節(jié)省出更多空間。

立方飛黃1號(hào)375Ah磷酸鐵鋰電池，此前提及的優(yōu)點(diǎn)以及萬次循環(huán)壽命在此電芯均有體現(xiàn)。

以上是實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，充放電以及散熱對(duì)比測(cè)試。

主要用于大型儲(chǔ)能與工商業(yè)儲(chǔ)能，在家庭儲(chǔ)能中限制較多。

立方應(yīng)龍1號(hào)聚陰離子系鈉離子軟包電池，容量為37Ah，鈉離子對(duì)比鋰離子容量偏低，經(jīng)過測(cè)試無論是性能還是穩(wěn)定性均較優(yōu)秀，同時(shí)鈉離子電芯比鋰離子電芯安全性更高。

安全性測(cè)試一覽。

在測(cè)試過程中1C充放循環(huán)1100次，容量保持率和能量保持率幾乎無衰減，能量效率95%以上。

聚陰離子系鈉離子電池支持5C充電倍率，10C放電比＞95%，-40℃環(huán)境下＞83%，同時(shí)支持-20℃環(huán)境下充電，同時(shí)在低溫環(huán)境下納電性能較好。

溫度測(cè)試中通過高低溫測(cè)試可以看到所測(cè)試溫度范圍內(nèi)最低容量不低于83%。

鈉離子相比鋰離子電芯安全性更高，同時(shí)鈉電池可以放到0V電壓，在運(yùn)輸過程中更加安全。

0.2C到3C充電曲線以及溫升曲線。

放電倍率曲線以及溫度曲線。

在45℃下循環(huán)后容量保持為99%。

聚陰離子系鈉離子電池規(guī)格，其標(biāo)稱電壓相較于鋰離子電池較低，同時(shí)能量密度也較低。

聚陰離子系鈉離子電池實(shí)際應(yīng)用案例。

聚陰離子系鈉離子電池在高安全要求、低溫地區(qū)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

聚陰離子系鈉離子電池已有實(shí)際項(xiàng)目。

感謝湖南立方新能源品質(zhì)中心兼鈉方銷售中心副總經(jīng)理蒙臣寶的演講。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

本次演講針對(duì)大型儲(chǔ)電系統(tǒng)當(dāng)前存在的溫差不均及實(shí)際循環(huán)壽命低于理論壽命的問題，介紹刀片電池方案在大儲(chǔ)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)；針對(duì)鈉電耐低溫、高倍率、高安全性的優(yōu)點(diǎn)與能量密度偏低的不足，介紹鈉電在家儲(chǔ)、工商業(yè)儲(chǔ)、船舶動(dòng)力等方面應(yīng)用的解決方案。

通過湖南立方新能源品質(zhì)中心兼鈉方銷售中心副總經(jīng)理蒙臣寶的演講可以看到，目前鈉離子電芯的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來，聚陰離子系鈉離子電池雖在能量密度上還不及鋰離子電池，但在安全性、倍率性以及高低溫環(huán)境下有更好的表現(xiàn)，期待聚陰離子系鈉離子電池與刀片電池結(jié)合，在未來能有更好的發(fā)展。