中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2021年由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長(zhǎng)沙市人民政府、中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南（長(zhǎng)沙）電池博覽會(huì)暨首屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)在長(zhǎng)沙圣爵菲斯大酒店召開(kāi)。此次大會(huì)主題是“新儲(chǔ)能、新動(dòng)力、新發(fā)展”。
會(huì)后，為了能讓參會(huì)代表有更深入的行業(yè)交流，小編經(jīng)過(guò)演講專(zhuān)家本人同意和審核，將演講專(zhuān)家的速記整理如下：
石再軍：在這里我分享一下鈉鎳儲(chǔ)能電池的信息。
今天的分享有三個(gè)方面：一個(gè)是公司初步的介紹，第二個(gè)介紹一下我們產(chǎn)品的特性，第三個(gè)方面介紹一下產(chǎn)品的應(yīng)用情況。
目前這款電池叫做鈉鎳電池，這款產(chǎn)品在全球有兩家，一家是在歐洲，還有一家在中國(guó)，兩家都實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。日本的NGK，做的鈉硫電池，跟我們這款產(chǎn)品很接近，都是高溫鈉鹽電池體系。
浙江安力能源有限公司是超威集團(tuán)和美國(guó)的通用電氣公司合資成立的公司，這家公司主要是進(jìn)行鈉鎳電池的生產(chǎn)、銷(xiāo)售、研發(fā)。浙江超威集團(tuán)成立于1998年，主要致力于動(dòng)力與儲(chǔ)能電池的研發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售，2010年在香港上市，所有的在職員工2萬(wàn)多人，在全球有108家子分公司。通用電器成立的時(shí)間比較久，1892年，是世界上最大提供技術(shù)和服務(wù)業(yè)務(wù)的跨國(guó)公司，美國(guó)500強(qiáng)排名13強(qiáng)，很有實(shí)力的企業(yè)。
鈉鎳電池技術(shù)源起：1967年到1982年英國(guó)鐵路研究鈉鎳電池，在1982年英國(guó)的Beta研究所成立，開(kāi)展了這款電池量產(chǎn)化方面的研究。1987年到1997年，進(jìn)行了在電動(dòng)乘用車(chē)方面的探究，做了5年十萬(wàn)公里的壽命方面的測(cè)試，當(dāng)時(shí)也沒(méi)有太大的問(wèn)題。1999年歐洲的MES-DEA公司獲得了Beta研究所的技術(shù)，開(kāi)展量產(chǎn)化生產(chǎn)。2001年美國(guó)的GE開(kāi)展儲(chǔ)能技術(shù)評(píng)估，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的探究，發(fā)現(xiàn)鈉鎳電池是一款非常優(yōu)秀的儲(chǔ)能電池，在2007年收購(gòu)了英國(guó)的Beta研究所，2012年GE工廠完成了建設(shè)開(kāi)工。由于在美國(guó)生產(chǎn)人工成本比較高，在2017年，超威集團(tuán)和美國(guó)通用電器公司合作，承接他的技術(shù)，成立合資公司。2019年4月份工廠成立，開(kāi)始了一個(gè)量產(chǎn)。
下面介紹一下我們的產(chǎn)品的特征。
我們這款電池有三大特征：
第一，安全性高，不需要電芯級(jí)別的安全保護(hù)和滅火裝置，這款產(chǎn)品做UL1973認(rèn)證的時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)要求所有的保護(hù)要到每個(gè)電芯級(jí)別才行，我們?nèi)ド暝V，最后評(píng)估了我們這款電池的安全性，認(rèn)為這款電池不需要保護(hù)到電芯級(jí)別，美國(guó)機(jī)構(gòu)也通過(guò)了我們這個(gè)建議。
第二，環(huán)境耐受性特別好，這款電池在零下40到高溫65度都沒(méi)有問(wèn)題，這款電池儲(chǔ)存系統(tǒng)不需HVAC，理論上不需要供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)。
第三，循環(huán)壽命比較長(zhǎng)。
我們這款電池的特點(diǎn)，最重要的技術(shù)就是固體電解質(zhì)，β＂氧化鋁，其當(dāng)電解質(zhì)和隔膜的作用。另外一方面比較好的技術(shù)就是正極和負(fù)極合在一起，做成顆粒灌到陶瓷管里就可以了。三個(gè)是因?yàn)檫@款產(chǎn)品的工作溫度是250到350度之間，在高溫情況下密封，對(duì)高溫密封技術(shù)方面的要求比較高。另外一個(gè)是關(guān)于陶瓷和金屬之間怎么樣進(jìn)行熱壓封接焊接，要求也會(huì)特別的高。
這款電池的體系是這樣的，負(fù)極是金屬鈉，正極是氯化鎳。第一種電解質(zhì)是β＂氧化鋁，另外一種電解質(zhì)是無(wú)機(jī)鹽，四氯鋁酸鈉。工作溫度是250到350度左右，電池電壓的參考是1.8到3.4伏左右，OCV開(kāi)路電壓2.58V，電池是在250到350度的情況下，鈉離子通過(guò)固體電解質(zhì)隔膜來(lái)回遷移，實(shí)現(xiàn)了電池的得失，最終實(shí)現(xiàn)充放電，這是電池的機(jī)理。
我們的電池相比其他的電池，安全性特別好，從基因、本質(zhì)上來(lái)講就是特別安全。在充放電過(guò)程中沒(méi)有任何氣體的產(chǎn)生，因?yàn)檎麄€(gè)電池的內(nèi)部都是由無(wú)機(jī)鹽，無(wú)機(jī)金屬組成的，是鈉、鎳，固態(tài)電解質(zhì)量是貝塔-氧化鋁，不像鋰電里面有電解液，有機(jī)物的存在，我們都是無(wú)機(jī)物存在，也沒(méi)有燃燒的物質(zhì)存在。這款電池不管怎么樣都不會(huì)有燃燒，也不會(huì)爆炸。這是這款電池最大的特點(diǎn)。
第二個(gè)方面的特點(diǎn)，耐過(guò)充放性能比較好，過(guò)充過(guò)放過(guò)程中，生成的物質(zhì)都是電池本身的，要么是活性物質(zhì)，要么是電池的原材料，原材料料在高溫的情況下又會(huì)發(fā)生復(fù)合反應(yīng)，又變成活性物質(zhì)。
第三個(gè)方面的特點(diǎn)，耐短路能力好，我們前面的專(zhuān)家講到了鋰離子電熱失控，由于短路導(dǎo)致電池模塊熱失控，像我們這個(gè)電池就不一樣，我們這個(gè)電池短路的時(shí)候，陶瓷管出現(xiàn)破裂、出現(xiàn)短路的時(shí)候，金屬鈉與電解質(zhì)四氯氯酸鈉反應(yīng)形成金屬鋁，在陶瓷管裂紋間隙里面充滿了鋁，阻止反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，把正負(fù)極導(dǎo)通，這樣短路電池相當(dāng)于一個(gè)導(dǎo)體，等同于整個(gè)電池模塊的電壓下降了一個(gè)電芯的電壓2.58伏。我們這種電池模塊允許有5%到10%的電芯失效，模塊在此電芯失效范圍內(nèi)都可以正常使用。前期我們也在做一系列的模擬實(shí)驗(yàn)，模擬5%的電芯短路失效，開(kāi)展展循環(huán)壽命測(cè)試，此模塊已經(jīng)循環(huán)了400多周，電池沒(méi)有出現(xiàn)什么問(wèn)題，容量也沒(méi)有什么衰減。此款電池當(dāng)時(shí)在美國(guó)GE也做了很多類(lèi)似的研究實(shí)驗(yàn)。
另外一個(gè)方面是安全性特別好，目前來(lái)講我們的電池過(guò)了美國(guó)UL1973，SAE J2464，CE等一系列的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)都通過(guò)了。共做了16個(gè)安全項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)，全部通過(guò)了，沒(méi)有任何的安全問(wèn)題，像短路、針刺、火燒等等，都沒(méi)有任何的問(wèn)題。
這款電池包，在高溫情況下，在美國(guó)做UL試驗(yàn)，在最高溫度為850度的火里面去烤、去燒，最終的結(jié)果是箱體發(fā)生了變化，電池包不會(huì)著火，爆炸，只是有點(diǎn)變形。
這個(gè)是做過(guò)充過(guò)放試驗(yàn)，電池包不會(huì)發(fā)生安全問(wèn)題。還有一個(gè)是拿電鉆進(jìn)行穿刺試驗(yàn)，整個(gè)電池也不會(huì)有任何的安全問(wèn)題，也不會(huì)著火，也不會(huì)有爆炸方面的情況產(chǎn)生。
我們當(dāng)時(shí)在做高空的跌落沖擊試驗(yàn)，從10米的高空進(jìn)行跌落試驗(yàn)，當(dāng)時(shí)這個(gè)電池處于熱的工作狀態(tài)，10米的高度相當(dāng)于以每小時(shí)48公里的速度進(jìn)行撞擊，這個(gè)電池包沒(méi)有發(fā)生安全問(wèn)題，也只是輕微的變形，也不會(huì)著火，也不會(huì)有爆炸的問(wèn)題。
這個(gè)是我們?cè)诿绹?guó)做的實(shí)驗(yàn)，用5.56mm、7.62mm、12.7mm直徑的子彈槍擊電池包，電池包也沒(méi)有爆炸和著火現(xiàn)象發(fā)生。 除了安全的特點(diǎn)之外，電池的耐寬溫性能特別好，在零下40℃容量、能量測(cè)試，可放出室溫的100.9%；+60℃容量、能量測(cè)試，可放出室溫的101.6%；對(duì)環(huán)境的耐受性特別好，如果我們組成儲(chǔ)能系統(tǒng)這塊，理論上是不需要HVAC的配置，在極端的情況下都可以正常發(fā)揮。
零下40和高溫60度下的充放電特性、曲線和室溫條件下的是一致的，由于這個(gè)電池本身是高溫電池，對(duì)外在的環(huán)境溫度不敏感，所以沒(méi)有什么太大的關(guān)系。
電池壽命方面，這個(gè)在英國(guó)做的，我們做了80%的DOD的試驗(yàn)，3500周之后大概還有90%以上的能量。這個(gè)是用火車(chē)動(dòng)力工況做的，也做了3500次，還有100%的容量，正常情況下電池模塊的常規(guī)循環(huán)壽命大于4500次。
當(dāng)然我們也依據(jù)現(xiàn)有的試驗(yàn)情況，對(duì)電池進(jìn)行了壽命預(yù)測(cè)，如果是2小時(shí)率，推測(cè)電池的壽命達(dá)到6千次，3小時(shí)率是1萬(wàn)次，8小時(shí)率是2.5萬(wàn)次。
我想介紹一下我們的公司。
我們安力公司目前有兩款產(chǎn)品，一款叫做T126電池包，主要是48伏的，15度電，主要用于通信基站備用電池，這個(gè)電池最大的特點(diǎn)就是耐過(guò)充和耐過(guò)放，在這種情況之下是很合適的款產(chǎn)品。還有G216電池包，電壓是557伏，這款產(chǎn)品是20度電，主要用于儲(chǔ)能、包括電力輔助這方面的產(chǎn)品。
目前這款電池可以用于電力輔助、通勤車(chē)輛。在乘用車(chē)輛方面，因?yàn)槌潆姇r(shí)間也會(huì)比較長(zhǎng)，大電流放電性能偏弱，所以不是特別適合于乘用車(chē)。但是在風(fēng)、光新能源儲(chǔ)能，數(shù)據(jù)中心備電，常規(guī)的大巴車(chē)，還有遠(yuǎn)洋運(yùn)輸做儲(chǔ)能，包括鐵路信號(hào)、電信服務(wù)、潛艇這塊我們都有實(shí)際的案例在做。
我們的品牌叫做durathon 電池，全球客戶分布在北美、歐洲、非洲、南亞、東亞等地區(qū)，主要還是用于幾個(gè)方面的領(lǐng)域，一個(gè)是電力領(lǐng)域，一個(gè)是通信基站方面的領(lǐng)域。電力方面做削峰填谷，風(fēng)儲(chǔ)一體、光儲(chǔ)一體等工作。
這款產(chǎn)品我們?cè)趪?guó)內(nèi)也做了實(shí)際的應(yīng)用。我們的電池 耐高溫性能很好，就不需要HVAC裝備配置，如果做成儲(chǔ)能系統(tǒng)，能量密度還是很不錯(cuò)的。這個(gè)圖片可以看到，這個(gè)是在北京做的示范項(xiàng)目，這邊是500千瓦時(shí)的磷酸鐵鋰的電池，那邊是鈉鎳電池。磷酸鐵鋰需要6.5米長(zhǎng)集裝箱框，我們的是3.9米長(zhǎng)的集裝箱框，所以這款電池組成儲(chǔ)能系統(tǒng)，能量密度還是不錯(cuò)的。我們的電池能量單體的密度是140，模塊是120。同樣的能量相對(duì)于磷酸鐵鋰來(lái)講，我們節(jié)省空間大概40%左右，如果用我們的這款產(chǎn)品，可心節(jié)省用地的面積和成本，對(duì)于我們的產(chǎn)品來(lái)講，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)沒(méi)有特殊的要求，減少消防的設(shè)置，輔助的設(shè)施費(fèi)用進(jìn)行削減。
（圖）這個(gè)是我們?cè)陔娦欧矫娴氖褂们闆r，做的一些示范方面的應(yīng)用。整體來(lái)講，我覺(jué)得我們技術(shù)方面有自己獨(dú)特的領(lǐng)先性，我們這款電池有自己的特點(diǎn)，鋰電有鋰電的特點(diǎn)。
我們的電池能量密度140千瓦時(shí)，模組電池能量120左右。高耐候性，零下40到高溫65度都可以使用，壽命長(zhǎng)，高安全性，免維護(hù)，其他優(yōu)點(diǎn)，對(duì)消防裝置會(huì)有一些簡(jiǎn)化，包括空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，也不會(huì)影響電池正常使用。
我的分享到這里，謝謝！
