天行健，“能”致远-宽温域钠离子储能电池领跑者

简介

为响应国家十四五规划，早日实现碳达峰碳中和战略目标，支撑并构建新型电力系统，本项目成功研制了可适用于北方以及极寒地区的与风力光伏配套的集成式一体化钠离子储能系统，该系统具有较快的离子传输能力、较高的能量密度以及较长的使用寿命，并在零下40到80℃下使用，可降低生产成本30%。已经与完成了产业化中试，将钠电隔膜等关键技术适用于储能电站中，可减少碳排放10%，已实现服务4000+。 团队成员通过浏览SCI论文、参加科研会议以及每年为期两次在新疆等地展开实地考察，发现目前市场上的储能电池90%为锂电池，但锂离子电池有生产成本高，在低温环境离子传输慢，热失控风险高等问题，钠离子电池可有效解决这些问题，但是仍然存在离子转化效率低，循环寿命短和过多SEI界面问题导致的能量密度差等问题。 基于上述问题与挑战，本项目围绕固态钠离子储能电池进行设计研究。经过数千次实验，同过孔调节策略，进行结构创新，研发的分级多孔负极材料有效地替代了常规的石墨负极，为传统的碳材料提供了更多的活性位点，为钠离子的传输提供更多的扩散途径和储存空间，进一步提高钠离子电池的能量密度。此外，研发制备了改性晶态多孔柔性薄膜，该固态薄膜具有极高的柔韧性（可耐2000次弯折而不破）、高机械稳定性和高耐温性等特点，成功替代了传统易燃的聚乙烯商用隔膜，有效地减缓了电池热失控的风险，提升电池安全性的同时避免环境污染。同时，其多孔结构可有效促进钠离子传输，提高钠离子转化效率，实现储能电池的快速充放电，并且可有效抑制电池自放电现象。由以上两种技术组装的固态钠离子储能电池具有较高的能量密度可达140 Wh/kg，离子迁移数高达0.85，在高电流密度下可循环3000次以上，55 ℃下容量保持率大于93%，且在零下40 ℃容量保持率大于70%。 目前已取得多项尖端科研成果，包括5项核心专利、13项相关专利、8篇核心论文、论文被AM等国际顶刊收录，影响因子高达29.4，累计媒体报道20余次。目前已与陕西凌峰致新能源科技有限公司和上海领钫新能源科技公司专利授权，成功完成了产业化中试，并与一家储能电站展开合作，可直接带动就业30人以上，间接带动就业400人以上，预计到2028年，可累计减少碳排放一千万吨。生于时代当不负时代，我们要带动能源创新，争当新时代钠电储能接班人。