文 | 中关村储能产业技术联盟 孙佳为
钠离子电池优势
1.不受资源限制
不同于锂资源,地壳里钠储量排在所有元素的第6位,我国钠资源储量丰富,而且分布较为广泛,在海洋和盐湖中有巨大的储量,因此可以一定程度地缓解锂资源短缺引发的锂电发展受限问题。
2.可与锂电共用产线
钠离子电池与锂电生产制造工艺类似,通过技术改造,锂电产线可用于生产钠离子电池,降低产线设备的投资。
3.原材料成本低
正极材料主要是资源丰富的钠、铁、锰、铜、硫等元素;负极材料主要为生物质原材料或者煤基前驱体,且负极材料不需要石墨化,制造成本会低于石墨负极;钠电池正负极集流体均可使用廉价的铝箔,成本较锂离子电池所需的铜箔进一步降低。
伴随钠电产业爆发前期的火热,钠电技术目前还面临一些问题,例如:材料体系尚未成熟,循环寿命较短,原材料产业链尚未建立。
材料制备有待优化
钠离子电池发展趋势
材料体系创新
寻找更高比容量和电压的钠离子电池正负极材料;开发循环寿命长,低成本、高储钠能力的负极材料;优化电解液配方,使钠离子电池在宽温度范围内具有高充放电率,具备大规模储能场景应用所需的长循环寿命;评估钠离子电池在不同工作温度和不同倍率的下的性能,降低在应用过程中的安全隐患。
产业链构建
钠离子电池的商业化目前处于起步阶段,完整成熟的产业链也未形成。2022年8月工信部印发《关于推动能源电子产业发展的指导意见》中明确提到,要发展钠离子电池等新型电池。其中钠离子电池要聚焦电池的低成本和高安全性,开发高效模块化系统集成技术,加快钠离子电池技术突破和规模化应用。由于受到国家政策的支持,锂电材料企业以及钠离子电池初创公司纷纷布局钠离子电池材料的研发和生产,预计凭借我国锂电材料的产业链优势和材料研发制造的技术优势,未来2-3年钠离子产业链将随着钠电规划,不断完善,材料制造成本会得到显著下降。
应用场景预期
由于能量密度的限制,钠电池暂无法应用于消费电池和对能量密度要求高的新能源车;随着钠电产能的不断释放,预计2024年左右,钠电首先会在A00车实现商业化应用。随着技术的不断进步,钠电的成本不断降低,产业链不断完善,预计在2025年左右,钠电将会在电力储能领域开展大规模的示范应用,通过示范验证,钠离子电池具备在电力储能领域应用的条件。
标准发展
2020年中关村储能产业技术联盟就开始组织编写了团体标准T/CNESA 1006—2021《钠离子蓄电池通用规范》,2021年底正式发布。标准明确了相应要求和测试方法,可以为厂商、业主和投资方了解产品性能提供测试参考。该标准由中国科学院物理研究所胡勇胜教授牵头编写,上海交通大学、南方电网调峰调频发电有限公司、北京中科海钠科技有限责任公司、浙江钠创新能源有限公司、温州大学、温州大学碳中和技术创新研究院、宁德时代新能源科技股份有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、河南省法恩莱特新能源科技有限公司、湖南立方新能源科技有限责任公司、成都佰思格科技有限公司、南方电网电力科技股份有限公司、中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院、全球能源互联网研究院有限公司、华为技术有限公司、江苏爱玛车业科技有限公司、华能天成融资租赁有限公司共同参与完成。
为更好了解行业现状,工信部锂离子电池及类似产品标准工作组、中关村储能产业技术联盟拟组织开展钠离子电池产品测评活动,并计划于2023年“第二届钠离子电池产业链与标准发展论坛”上发布相关测评分析结果,供监管部门、投资机构和社会了解目前钠离子电池产品的实际现状。