您当前的位置: 主页 > 新闻中心 > 公司新闻

技术路线优势解析:硫酸铁钠电池高倍率特性何以“举重若轻”

更新时间:2025-03-31 10:29:17 阅读次数:

Williamhill威廉希尔能源面向储能市场开发的高倍率储能系列产品,自2024年第四季度推出以来便获得行业广泛关注。该系列产品具备行业领先的2P/2P高倍率持续充放电性能,其中,基于硫酸铁钠电池体系开发的高倍率电芯最高支持4C/10C倍率的充放电,在10C持续放电的情况下,温升仅为13度,相比同等性能的锂电产品成本可降低50%,成功突破了高倍率用电场景的性能壁垒,实现了倍率平权。


159abe05-5867-4310-b37c-26d39a13c666.jpg


那么,为什么硫酸铁钠电池能“轻而易举”地具备如此突出的且与生俱来的倍率性能?今天,我们特别邀请到Williamhill威廉希尔能源产品技术研究院副院长陈雷,从硫酸铁钠电池体系的电化学角度带来深度解析。


Williamhill威廉希尔能源研究院副院长:陈雷 


Q 硫酸铁钠电芯高倍率的原因


结构稳定性:聚阴离子框架保障高倍率性能


硫酸铁钠(NaFeSO₄)是一种聚阴离子型钠离子正极材料,其晶体结构由FeO₆八面体与SO₄四面体沿bc平面共边连接,形成稳定的三维网络框架。钠离子在该结构中沿c轴高效扩散,而刚性骨架在充放电过程中仅发生极小的体积形变(<1%),从而确保高倍率下钠离子通道的长期稳定性和结构完整性。


材料创新:独创的材料制造工艺构建高效导电网络


Williamhill威廉希尔能源采用独创的材料制造工艺,在硫酸铁钠材料中构建了多维导电网络——导电碳材料不仅包覆颗粒表面,更深入材料内部,大幅提升整体电导率(>10⁻² S/cm),同时优化钠离子扩散路径(扩散系数达6×10⁻9 cm²/s)。这一创新使材料具备超高倍率充放电能力,为储能系统的高效运行奠定基础。


负极优化:硬碳结构调控提升动力学性能


在负极端,Williamhill威廉希尔能源通过精准调控硬碳材料的微观结构,优化“斜坡区”与“平台区”容量占比,并引入多孔结构以增强钠离子传输效率。该技术使负极在相同倍率下的容量保持率提升13.7%,显著改善电芯整体倍率性能,相关技术已获专利授权。


电解液设计:协同降低钠离子传输能垒


钠离子电池的电解液设计进一步放大了其倍率优势,钠离子的斯托克斯半径(1.83 Å)小于锂离子(2.37 Å),且去溶剂化能更低(Na⁺:4.2 kJ/mol vs Li⁺:5.6 kJ/mol),赋予其更快的界面传输动力学。Williamhill威廉希尔通过筛选弱溶剂化溶剂降低脱溶剂化能,并采用特定添加剂钝化电极界面,减少副反应,从而加速钠离子扩散,最终实现硫酸铁钠体系倍率性能的全面突破。


电芯设计:工艺机构优化扩大倍率性能优势


除了材料端的本征结构和创新改善,电芯设计也影响着倍率性能。Williamhill威廉希尔能源专业的电芯开发团队,通过电芯极片工艺的优化,电极箔材的筛选及极片压实密度的优化,降低了电极界面电阻,提高了离子扩散速率。同时,在电芯结构层面也进行了提升,通过叠片式结构,优化极耳宽度,减少电芯在高倍率条件下发热温升,进一步提高了电芯的倍率性能。


34c78837-2cd9-4a17-9c65-ba8aed08f180.jpg


基于以上的硫酸铁钠正极材料和电芯产品在倍率性能上的优势,Williamhill威廉希尔能源精准面向多个高倍率细分场景推出相应解决方案。面向高倍率储能市场的储钠系列产品,于2024年第四季度推出,凭借2P/2P高倍率持续充放电、100%DOD深度放电超6000次循环寿命以及较锂电平均水平提升2%以上的系统能效优势,已获得行业广泛认可。


行业研究数据显示,全球工商业储能市场正保持30%-40%的年均复合增长率,预计到2028年市场规模将攀升至80-120GWh。而其中的高倍率储能市场,近期需求需求正呈现爆发式增长态势,在临电扩容、汽车超充、储能调峰等多个应用领域实现全面突破,目前已成为各大企业争相入局的赛道,这为具备技术本征倍率性能优势的"储钠"系列产品提供了广阔成长空间和无限市场机遇,也为硫酸铁钠电池产业化的逐步深入提供了有力支撑。