隨著產(chǎn)業(yè)化的推進,鈉離子電池有望在兩輪電動車、特種車輛、工商業(yè)儲能、家庭儲能、基站、機房等應用場景中,與鋰離子電池形成優(yōu)勢互補,但要鈉電池想要大規(guī)模走入市場,還需要經(jīng)歷較長一段時間的市場培育期。

鈉電池,新能源,新材料

鈉電池,新能源,新材料

電池百人會-電池網(wǎng)7月28日訊(肖何 梁小婧 江蘇無錫報道)今年以來,在眾多的新型電池技術中,鈉離子電池技術開始嶄露頭角,政策端頻頻釋放積極信號:今年1月,工信部等六部門聯(lián)合發(fā)布《關于推動能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見》,提出加快鈉離子電池技術突破和規(guī)模化市場應用。7月28日,工信部等三部門發(fā)布《輕工業(yè)穩(wěn)增長工作方案(2023-2024年)》提出,大力發(fā)展高安全性鋰離子電池、鉛炭電池、鈉離子電池等產(chǎn)品,擴大在新能源汽車、儲能、通信等領域應用。搭建產(chǎn)業(yè)供需合作平臺,推動電池行業(yè)與電動自行車等下游行業(yè)加強技術、產(chǎn)品、服務等方面對接,促進融通發(fā)展。

與此同時,企業(yè)布局熱情也在升溫,據(jù)電池網(wǎng)此前不完全統(tǒng)計,截至今年7月24日,73家公司在鈉電池制造、正極材料、負極材料、電解液等相關領域均腳踏實地布局,且多家產(chǎn)品預計年內實現(xiàn)量產(chǎn)。同時,資本市場對產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)追逐更甚,已有佰思格、中科海鈉、眾鈉能源、柔創(chuàng)納科、立方新能源、為方能源、樂普鈉電、鈉創(chuàng)新能源等23家企業(yè)進行了70輪融資。

“鈉”就來電

7月28日,以“電車鈉紀元,產(chǎn)業(yè)新動能”為主題,由江蘇省貿促會指導,無錫市錫山區(qū)人民政府、無錫市貿促會主辦,中關村新型電池技術創(chuàng)新聯(lián)盟、中國電池網(wǎng)承辦的2023鈉電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈會議暨企業(yè)家峰會在無錫錫山區(qū)順利召開。本次會議深度聚焦鈉電池等電池新能源產(chǎn)業(yè)前沿技術、深度解讀應用前景及未來趨勢,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新思路、新動力。

中關村新型電池技術創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教

中關村新型電池技術創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教

會上,中關村新型電池技術創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教表示,上個世紀70年代,鈉電池的研發(fā)基本與鋰電池同期起步,鋰電池目前已成為非常成熟的動力電池的主流技術路線,鈉電池在近兩年才看到商業(yè)化的曙光:鋰資源的供需錯配與價格大幅波動,催熱了鈉電池這一潛力賽道,政策的支持力度在逐漸加強,企業(yè)的投資熱情也在不斷升溫。

俄羅斯工程院外籍院士/哈爾濱工業(yè)大學教授王振波

俄羅斯工程院外籍院士/哈爾濱工業(yè)大學教授王振波

“鈉電的性能雖不能比肩鋰電,但是可以滿足日常使用的,并且其規(guī)?;蟮某杀疽陀阡囯姡瑩Q言之,鈉電具有更高的性價比,這將是促使鈉電產(chǎn)業(yè)化的重大契機。”俄羅斯工程院外籍院士/哈爾濱工業(yè)大學教授王振波認為,與成熟的鋰電、鉛酸電池體系相比,鈉電的能量密度比鋰電稍差,但優(yōu)于鉛酸。由此看來,鈉電有希望逐步取代鉛酸電池,同時能夠緩解市場對鋰電的需求。

關于鈉離子電池的發(fā)展前景,王振波認為,可以歸結為八個字:適逢機遇,勢在必行。鈉電池在光伏儲能、5G和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的移動電源、便攜式后備電源等儲能市場,以及電動兩輪車、三輪車、低速電動車等輕型動力市場潛力巨大。

深圳市比克動力電池有限公司研發(fā)總監(jiān)安偉峰

深圳市比克動力電池有限公司研發(fā)總監(jiān)安偉峰

深圳市比克動力電池有限公司研發(fā)總監(jiān)安偉峰也提到,相比較鋰電而言,鈉電具有優(yōu)異的倍率充電和放電性能,10C充電時具有80%的容量保持率,10C放電時容量保持率超過90%。尤其低溫放電性能出眾,鈉電在零下40度放電,還具有50%以上的容量保持率。最為關鍵的是,經(jīng)濟層面,鈉在地殼中的豐度約2.36%,遠高于鋰的0.002%,極具成本優(yōu)勢;技術可行,鈉和鋰處于同一主族,不但化學性質相似,而且鈉在硬碳中高度可逆脫嵌,保證了鈉離子電池像鋰離子電池一樣可以實現(xiàn)能量儲存與輸運;能源安全方面,中國鈉產(chǎn)量全球最大,可有效規(guī)避資源限制,有助于中國邁向能源強國。

江蘇眾鈉能源科技有限公司常務副總/博士裴滿

江蘇眾鈉能源科技有限公司常務副總/博士裴滿

“2023年下半年鈉電行業(yè)將邁入產(chǎn)業(yè)化元年”,江蘇眾鈉能源科技有限公司常務副總/博士裴滿預判,2022年是鈉電行業(yè)的蓄勢之年,2023年是攻堅之年,2024年是強鏈之年,2025年則將是規(guī)模之年。

伊維經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理/中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝

伊維經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理/中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝

伊維經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理/中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝表示,根據(jù)理論市場空間的測算以及對各個細分領域鈉離子電池滲透率的判斷,預測2023年鈉離子電池實際出貨量約3GWh。未來,隨著鈉離子電池在技術和性能上不斷突破,對應的鈉離子電池產(chǎn)能規(guī)模逐漸釋放,產(chǎn)業(yè)鏈上下游布局完善,預計到2030年鈉離子電池的實際出貨量將達到347GWh,年平均復合增長率達97%。

“鈉”樣煩惱

產(chǎn)業(yè)化賽道競速正酣的同時,鈉電池發(fā)展也面臨著“成長的煩惱”。

于清教指出,鈉電池產(chǎn)業(yè)化進程中尚存在技術尚不成熟、能量密度較低、循環(huán)壽命較短、成本難題待解、配套供應鏈與產(chǎn)業(yè)鏈不完善等問題,涉足鈉電池領域的企業(yè)雖然不少,但普遍處于技術路線論證、產(chǎn)品研發(fā)測試、示范產(chǎn)線建設等前期階段,距離大規(guī)模量產(chǎn)還需經(jīng)歷較長時間的爬坡,供應鏈也需要時間培育。

深圳盤古鈉祥新能源有限責任公司董事長胡明祥

深圳盤古鈉祥新能源有限責任公司董事長胡明祥

深圳盤古鈉祥新能源有限責任公司董事長胡明祥分析稱,鈉離子電池行業(yè)面臨的三大挑戰(zhàn):一是鈉離子電池的價格優(yōu)勢不再明顯,碳酸鋰價格下降勢必削弱鈉離子電池的市場吸引力;二是鈉離子電池能量密度和循環(huán)壽命僅為磷酸鐵鋰電池的三分之二和二分之一,難以滿足乘用車動力電池需求。三是鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化痛點還沒有得到解決。盡管鈉離子電池可以兼容使用鋰離子電池生產(chǎn)設備,但產(chǎn)業(yè)尚未形成健全的供應鏈。

吳輝也提到,目前鈉離子電池仍未實現(xiàn)經(jīng)濟學意義上的大規(guī)模量產(chǎn),在成本上相對磷酸鐵鋰電池仍不具備優(yōu)勢,其預測,鈉離子電池的真正產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將在2025年之后。

中國科學院青島生物能源與過程研究所博士/研究員趙井文

中國科學院青島生物能源與過程研究所博士/研究員趙井文

中國科學院青島生物能源與過程研究所博士/研究員趙井文認為,常規(guī)液態(tài)鈉離子電池安全性不足需引起重視。電池安全問題,尤其是熱安全,是電池規(guī)模化應用必須考慮的問題。

國家高端儲能產(chǎn)品質檢中心博士楊智皋

國家高端儲能產(chǎn)品質檢中心博士楊智皋

本次會議上,國家高端儲能產(chǎn)品質檢中心博士楊智皋也重點提到了鈉電池的安全性檢測。他表示,鈉電池新產(chǎn)品開發(fā)出來,首先要做的就是安全性測試,因為安全性是最主要的問題。

“鈉”就來戰(zhàn)

面對鈉電池的安全挑戰(zhàn),趙井文分析稱,固態(tài)化是提升鈉離子電池綜合性能的最佳解決方案之一。但是固態(tài)鈉離子電池的技術瓶頸同樣突出。例如,由于鈉離子體積更大,其固相電導率低及界面穩(wěn)定差是極大的挑戰(zhàn)。針對這一問題,中科院青能所從材料、制備及方法幾個方面同時攻堅:以功能化、有序化的思路結合高性能鈉鹽/固化單體的設計發(fā)展固態(tài)鈉離子電解質新體系,以連續(xù)化和原位化的思路研發(fā)固化技術,兼顧輕量化和界面有效性,同時利用多場耦合的表征方法實現(xiàn)多尺度表征。

中南大學化學電源與材料研究所所長/教授唐有根

中南大學化學電源與材料研究所所長/教授唐有根

中南大學化學電源與材料研究所所長/教授唐有根預測,層狀金屬氧化物和聚陰離子型正極材料體系鈉離子電池將率先實現(xiàn)量產(chǎn),未來鈉離子電池正極材料將多元化共存,滿足不同場景的需求。其中,層狀氧化物鈉離子電池正極材料具備可以實現(xiàn)較高的充電電壓,增加電池的能量密度;良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性;組成元素可以輕易地改變等優(yōu)勢。同時,該材料也存在一些不足之處,例如,鈉離子擴散速度較慢、材料結構穩(wěn)定性差、工作電壓較低、電池出現(xiàn)熱失控或者結構破裂等安全問題。對此,唐有根介紹,常見的改性方案主要有三類:一是離子摻雜。在層狀氧化物的晶格中摻入其他元素,例如鎂、鋁、鈦等,改善其電化學性能。二是表面修飾。在材料表面引入一層保護膜,例如金屬氧化物等。三是單晶化處理。精確控制反應條件,減少材料中的晶體缺陷和晶界。

“眾鈉能源在聚陰離子這條路線中,我們堅持硫酸鐵鈉這個路線,從始至終一直在這條路線不斷地改進?!迸釢M介紹,在硫酸鐵鈉電池商業(yè)化進度方面,眾鈉能源的規(guī)劃是今年三季度開啟量產(chǎn)交付。

結語:綜合上述產(chǎn)學研用各界嘉賓的觀點來看,隨著產(chǎn)業(yè)化的推進,鈉離子電池有望在兩輪電動車、特種車輛、工商業(yè)儲能、家庭儲能、基站、機房等應用場景中,與鋰離子電池形成優(yōu)勢互補,但鈉電池想要大規(guī)模走入市場,還需要經(jīng)歷一段時間的市場培育期。

[責任編輯:張倩]

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