在2026SIB-4第四届钠电池技术与市场发展论 Session12“钠离子电池及关键材料开发与进展”大会主题上,来自南京中比新能源科技有限公司钠电研发总监 王森林博士做了“大圆柱钠离子电池开发进展”主题演讲。
中比新能源科技有限公司钠电研发总监 王森林博士
大家下午好,我是来自中比能源科技有限公司的王森林。今天非常荣幸收到组委会的邀请,代表中比能源介绍大圆柱钠离子电池的开发进展。
本次报告分为四个部分:首先是钠电的发展背景,第二部分是钠电的市场机会,第三部分是中比钠离子电池的开发进展,第四部分是中比能源科技公司的介绍。
首先介绍一下钠电的发展背景。
硬碳的欠电位沉积保障了钠离子电池优异的快充动力学性能。从安全性能来说,钠离子电池热稳定性和铁锂电池差不多,并且优于三元电池,这可能是由于硬碳内阻比较高的原因。按照第一性原理,钠电性能优势已经有了理论支撑,剩下的就是如何把这些性能给发挥出来。
钠电的市场机会,中比一直专注在32/26/40系列的圆柱上。我们认为钠电池的核心应用场景涵盖轻型动力、启停、AIDC、UPS、家庭储能、移动储能、工商业储能、电网侧储能、动力汽车等领域。从机构调研数据来看,2024年钠电细分应用市场中储能领域占比达60%,是主要应用领域,产品主要是71系列的大方形;2025年1-9月份钠电细分应用市场占比仍以储能领域为主,同时在轻型动力方面也有一定的增长。因此中比的发力点主要在轻型动力、动力汽车、启停领域。关于钠电出货量,专业机构也给出了预测:高工产业研究院预计,2024年我国钠离子电池出货量超1.5GWh,2025年超4.5GWh,2030年出货量有望超30GWh;中商产业研究院则预测,2024年国内钠电出货量超1.5GWh,2025年将超过7GWh,2030年超过200GWh。
国家政策也在引领着钠电行业的发展。2025年9月份,国家能源局发布了《关于推进装备高质量发展的指导意见》,其中提到了钠离子电池,并且在2025年12月份提出了锂钠互补,有望促进全球能源经济的转型。锂电池主要聚焦在高端场景,像无人机、手机、人形机器人。钠电主攻对成本、低温性能要求较高的场景,如规模化储能、中程续航动力等。
我们也关注到,在“十四五”收官之际,海辰、亿纬、宁德等头部企业正相继推进钠电商业化,应用领域覆盖商用车、换电、AIDC、储能、动力汽车(如华为问界M6)等。中比也在持续加大钠电的研发投入。
事实上,我司早在2021年便启动钠电技术布局,2023年实现了32140型号大圆柱量产,并且完成了各项认证。依托中比圆柱体系的产品优势,目前可以定制32/26/40/60等型号全极耳的大圆柱钠离子电池。为何我们始终聚焦圆柱电池领域持续发力?大圆柱全极耳结构过流能力强,能够充分发挥钠离子电池的大倍率充放的特性。
在技术开发过程中,我们也面临诸多痛点难点。层氧体系钠电面临的主要问题是正极材料空气稳定性差、高电压失效、倍率充放温升高等,虽能实现15C/20C倍率放电,但其温升偏高。另外一个痛点是安全,从机理来说,我们认为起始诱因是高电压下的晶格析氧、晶体结构破坏导致释放氧气,这与锂电池高电压层状氧化物正极材料在高电压下的表现一致:此时电极材料与电解液之间的副反应加剧,它与电解液的剧烈反应导致界面阻抗增加,最终导致电池循环失效和热失控风险。结合锂离子电池三元层状氧化物正极材料失效模式的相关研究来看,它的失效模式主要是活性材料损失和导电网络失效。
针对上述问题,我们分别从材料、极片及电池结构层面开展优化工作。极片方面使用不同的导电剂类型和导电剂用量进行复配,形成三维的导电网络,实现低阻抗和长续航效果,结构采用全极耳结构,保证过流能力。
在聚阴离子钠电方面,主要痛点是快充性能、低温充放循环,目前我们低温充电性能在-10℃时表现尚可,但到-20℃后循环性能就出现明显衰减。参考学术界研究数据来看,钠电池在零下20摄氏度低温下的内阻会比常温时增大一个数量级,这是低温循环性能不佳的重要原因。另一痛点为安全问题,普遍观点认为聚阴体系钠电安全性良好,但我们在开发过程中发现,随着圆柱电池直径从26mm增至32mm、40mm乃至60mm,其安全性呈下降趋势。关于安全问题,崔光磊老师以及今天的演讲嘉宾比亚迪谭博都提到过,硬碳金属钠簇存储机理是导致聚阴体系钠电安全问题的主要原因。因此我们分别在负极、电解液、结构方面进行了优化。负极方面主要是优化闭孔结构,降低副反应,提高脱嵌动力学,电解液方面进行溶剂+添加剂优化,形成稳定的SEI膜,降低钠金属簇的暴露与电解液副反应,在结构方面,使用圆柱全极耳单通结构,具有内阻低、倍率高、散热优的特点。因此,这款电池即使在32体系下也可以保证100%通过针刺测试。
目前在32体系上开发了两款钠电池,一款是NFPP32140-7Ah体系,另外一款是层氧32140-10Ah体系。应用领域依托中比成熟的客户群体,7Ah主要应用于共享换电、便携式储能、三轮车领域。10Ah主要用在启停、AIDC、UPS等领域,目前两款电池客户正在测试导入中。
7Ah产品具备超长的循环性能、宽温域、安全性能。客户主要是便携式储能、共享换电、两三轮车等应用领域。下面是产品的规格书,它的循环寿命远超行业常规水平,我们这款产品规格书标的6000次循环,实际在25℃@4C/1C循环3000次保持92%以上,预测可以做到15000次;根据相关实验数据,高温会加速电池容量衰减,45℃下电池容量衰减速率是25℃的3倍左右,而我们的产品在45℃倍率循环预测可以做到>1万次。我们的电摩客户位于常年高温的非洲,其实际使用环境温度可达70℃,经测试,该产品在70℃@1C/1C循环条件下预计可实现3500次循环。该钠离子电池5C恒流充入比可以做到90%;15C放电保持率可以做到95%,温升只有33℃;-40℃放电保持率>85%,低温-10℃下充放电循环性能依然很优异,并且保证100%过针刺/过充/挤压等安全测试项。
第二款是32140-10Ah层氧体系钠电,这类层状氧化物正极材料是钠电领域的研究热点,通过合理的结构调控可实现超稳定的电化学表现。该款钠电20C@3s脉冲放电压降非常小;5C恒流充入比>91%;15C放电保持率可以做到91%;-40℃低温放电保持率可以做到88%,低温高倍率表现达到行业先进水平。循环性能也非常优异,25℃@1C/1C保持率实测2200圈;45℃@1C/1C实测是1200圈;-10℃@0.2C/0.5C充放循环,做了300次目前容量保持95%以上。
这款钠离子电池主要面向启停领域,因此也测试了该款电池的功率图谱:-20℃/-30℃/-40℃@10C/放电3S,电压下限分别是2.78V/2.49V/2.12V,在-40℃低温环境下仍可保障稳定的启停供电能力。浮充测试180天,容量没有任何衰减。
综上,中比新能源钠电产品以32140-7Ah为例,具备循环性能优异、低温适用范围广、快充与高倍率放电能力突出、安全性能可靠的特点。
最后介绍一下中比能源科技股份公司。我们是纳斯达克中国锂电池第一股,股票代码是CBAT。秉承着“以电能驱动绿色生活”的初心,持续致力于世界新能源和环保科技产业的发展。作为全球领先的集锂电池研发、生产、销售为一体的新能源科技型企业,公司业务覆盖新能源汽车、轻型电动车、储能、消费电子及电动工具等多领域,拥有大连中比、南京中比为核心的大型锂电生产与研发基地,率先开展全球化业务布局。同时,公司一直深耕圆柱电池领域,具有7年全极耳技术沉淀,并于2026年3月携高功率大圆柱电池解决方案亮相宁波论坛,发布全极耳工艺路线与迭代成果。当前中国锂电池产业全球市场占有率超70%,2023年中国锂离子电池出货量在全球占比更是达到73.8%,在这样的行业优势背景下,中比新能源也将持续发挥自身技术与布局优势。
中比主营产品是26系列、32系列、40系列圆柱电池,目前同步规划全极耳大圆柱产品。作为全球领先的锂电池企业,中比新能源的产能布局清晰:商丘与大连基地主打26系列圆柱电池,日产30万支,年产1.5GWh;南京基地聚焦32体系圆柱电池,日产30万支,年产4.5GWh;大连基地同步量产40大圆柱产品,日产70万支,年产2GWh。大圆柱电池方面,目前6GWh产能正在规划中。三大基地产能利用率均保持高位。
以上就是本次报告的全部内容,我们的公司位于南京高淳,热忱欢迎各位莅临参观指导,谢谢大家。
中比大圆柱电芯生产线视频(1分32秒)