CATL bringt seine erste Generation von Natrium-Ionen-Batterien auf den Markt

8.8.2021 Ein weiterer Meilenstein in der Industrialisierung von innovativen Technologien

Ningde, China/ Contemporary Amperex Technology Co., Ltd. (CATL) hat vor kurzem seine erste Online-Einführungsveranstaltung "Tech Zone" durchgeführt. Dr. Robin Zeng, Vorsitzender von CATL, stellte auf der Veranstaltung die erste Generation der Natrium-Ionen-Batterie des Unternehmens sowie die AB-Batteriepaketlösung vor, die Natrium-Ionen-Zellen und Lithium-Ionen-Zellen in ein Paket integrieren kann. Die Natrium-Ionen-Batterien sind ein weiterer Meilenstein von CATL in der Erforschung der wissenschaftlichen und technologischen Grundlagen und werden eine neue Lösung für die Nutzung sauberer Energie und die Elektrifizierung des Verkehrs darstellen und damit die frühzeitige Verwirklichung des Ziels der Kohlenstoffneutralität fördern.

Durchbrechen des Engpasses bei der Natrium-Ionen-Batterietechnologie

Da die CO2-Neutralität zu einem weltweiten Konsens geworden ist, ist die neue Energiewirtschaft in eine komplexe und diversifizierte Entwicklungsphase eingetreten. es gibt differenzierte Anforderungen an Batterien. Gleichzeitig wird die weltweite Forschung und Entwicklung von Basismaterialien für Batterien beschleunigt, was die Industrialisierung von Natrium-Ionen-Batterien in beide Richtungen ermöglicht.
Die Natrium-Ionen-Batterie hat ein ähnliches Funktionsprinzip wie die Lithium-Ionen-Batterie. Natriumionen pendeln auch zwischen der Kathode und der Anode. Im Vergleich zu Lithium-Ionen haben Natrium-Ionen jedoch ein größeres Volumen und stellen höhere Anforderungen an die strukturelle Stabilität und die kinetischen Eigenschaften von Materialien. Dies hat sich zu einem Engpass für die Industrialisierung von Natrium-Ionen-Batterien entwickelt.

CATL widmet sich seit vielen Jahren der Forschung und Entwicklung von Elektrodenmaterialien für Natrium-Ionen-Batterien. Bei den Kathodenmaterialien hat CATL preußischweißes Material mit höherer spezifischer Kapazität verwendet und die Struktur des Materials durch eine Neuanordnung der Elektronen neu gestaltet, wodurch das weltweite Problem des schnellen Kapazitätsabfalls bei Materialwechsel gelöst wurde. Als Anodenmaterial hat CATL ein Hartkohlenstoffmaterial entwickelt, das sich durch eine einzigartige poröse Struktur auszeichnet, die eine reichhaltige Speicherung und schnelle Bewegung von Natriumionen sowie eine hervorragende Zyklusleistung ermöglicht.

Die erste Generation der Natrium-Ionen-Batterien von CATL zeichnet sich unter anderem durch eine hohe Energiedichte, eine schnelle Ladefähigkeit, eine ausgezeichnete thermische Stabilität, eine hervorragende Leistung bei niedrigen Temperaturen und einen hohen Integrationsgrad aus. Die Energiedichte der Natrium-Ionen-Batteriezelle von CATL kann bis zu 160Wh/kg erreichen, und die Batterie kann in 15 Minuten bei Raumtemperatur auf 80 % SOC aufgeladen werden. Darüber hinaus hat die Natrium-Ionen-Batterie bei einer Umgebungstemperatur von -20 °C eine Kapazitätserhaltungsrate von mehr als 90 %, und die Effizienz der Systemintegration kann mehr als 80 % erreichen. Die thermische Stabilität der Natrium-Ionen-Batterien übertrifft die nationalen Sicherheitsanforderungen für Traktionsbatterien. Die erste Generation der Natrium-Ionen-Batterien kann in verschiedenen Szenarien der Elektrifizierung des Verkehrs eingesetzt werden, insbesondere in Regionen mit extrem niedrigen Temperaturen, wo ihre Vorteile besonders deutlich werden. Außerdem können sie flexibel an unterschiedliche Szenarien im Bereich der Energiespeicherung angepasst werden.

CATL hat sich dem Ziel verschrieben, ein weltweit führendes innovatives Technologieunternehmen zu sein und einen hervorragenden Beitrag zur Lösung von Problemen im Bereich der grünen Energie für die Menschheit zu leisten. Um diese Vision zu verwirklichen, werden Anstrengungen in drei strategischen Entwicklungsrichtungen unternommen: Ersatz stationärer fossiler Energie durch erneuerbare Energie und Energiespeicherung; Ersatz mobiler fossiler Energie durch den Einsatz von EV-Batterien, um die Entwicklung der E-Mobilität zu beschleunigen; Förderung der Integrationsinnovation von Marktanwendungen, die Elektrifizierung plus Intelligenz nutzen, um die Entwicklung neuer Energieanwendungen in verschiedenen Bereichen zu beschleunigen.

Grundlagenforschung im Bereich der Materialien und des chemischen Systems ist von großer Bedeutung. Dr. Robin Zeng, Vorsitzender von CATL, sagte, dass einige Leute glauben, dass es im Bereich der Batteriechemie kaum noch Durchbrüche geben wird und dass nur noch Verbesserungen im Bereich der physikalischen Struktur möglich sind. "Aber wir glauben, dass die Welt der Elektrochemie wie der Energiewürfel ist, in dem es noch viele Unbekannte gibt, die wir entdecken müssen. Wir freuen uns darauf, die verbleibenden Mysterien zu erforschen. Durch den Einsatz einer Hochdurchsatz-Berechnungsplattform und einer Simulationstechnologie, die auf unserem umfassenden Verständnis der Prinzipien in Verbindung mit der Anwendung fortschrittlicher Algorithmen und Rechenkapazitäten beruht, führen wir eine eingehende Untersuchung durch, um ein chemisches System zu entwickeln, das für Natrium-Ionen-Batterien am besten geeignet ist, um sie auf die Überholspur zur Industrialisierung zu bringen und kontinuierlich weiterzuentwickeln. Das Entwicklungsziel für die nächste Generation von Natrium-Ionen-Batterien ist eine Energiedichte von über 200Wh/kg."

Im Bereich der Batteriesysteminnovation hat CATL einen weiteren Durchbruch bei der Integration von Batteriesystemen erzielt und eine AB-Batteriesystemlösung entwickelt, bei der Natrium-Ionen-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien in einem bestimmten Verhältnis gemischt und in ein Batteriesystem integriert werden und die verschiedenen Batteriesysteme durch den Präzisionsalgorithmus des BMS gesteuert werden. Die AB-Batteriesystemlösung kann den derzeitigen Mangel an Energiedichte der Natrium-Ionen-Batterie ausgleichen und darüber hinaus deren Vorteile wie hohe Leistung und Leistung bei niedrigen Temperaturen ausbauen. Dank dieses innovativen Aufbausystems werden die Anwendungsmöglichkeiten des Lithium-Natrium-Batteriesystems erweitert.
Mehrdimensionaler Einsatz zur Förderung der Industrialisierung von Natrium-Ionen-Batterien

Dr. Qisen Huang, stellvertretender Dekan des CATL-Forschungsinstituts, sagte auf der Veranstaltung, dass die Herstellung von Natrium-Ionen-Batterien perfekt mit den Produktionsanlagen und -verfahren für Lithium-Ionen-Batterien kompatibel ist und die Produktionslinien schnell umgestellt werden können, um eine hohe Produktionskapazität zu erreichen. CATL hat bereits mit dem industriellen Einsatz von Natrium-Ionen-Batterien begonnen und plant, bis 2023 eine grundlegende Industriekette aufzubauen.