鈉電池為何仍“吃香”?

時間:2024-06-18 09:09來源:中國能源報 作者:盧奇秀
點擊:
       日前,廣州發(fā)展發(fā)布洪湖市經(jīng)開區(qū)100兆瓦/200兆瓦時鈉離子儲能電站示范項目一期50兆瓦/100兆瓦時儲能系統(tǒng)集成采購中標候選人公示,上海融和元儲能源有限公司以1.03億元的投標價成為第一中標候選人,折合單價為1.03元/瓦時。若進展順利,該示范項目將成為我國首個百兆瓦時級的鈉電池儲能電站。
 
       作為鋰電池的“平替”技術路線,以成本優(yōu)勢為賣點的鈉電池,其儲能項目中標價格卻遠高于鋰電池儲能目前0.65元/瓦時的中標均價。市場不免質疑,鈉電池是否還具備市場競爭力?業(yè)內人士指出,鋰電池原材料碳酸鋰價格的大幅下降,一定程度拖累了鈉電池商業(yè)化進展。但鈉電池理論成本比鋰電池低30%—40%,且在充放電倍率、高低溫性能、安全等方面獨具優(yōu)勢,隨著相關產(chǎn)品規(guī);a(chǎn),鈉電池前景依然值得期待。
 
呈現(xiàn)出積極發(fā)展態(tài)勢
 
       鈉電池與鋰電池研發(fā)幾乎同時起步,兩者充放電機理也類似,但受制于技術瓶頸,前者相關研究一度陷入停滯,直至2010年左右,鈉電池正負極材料取得突破性進展,學術研究和產(chǎn)業(yè)嘗試明顯加快。近年來,主管部門出臺一系列支持政策,加速鈉電池產(chǎn)業(yè)化進程。
 
       2023年被業(yè)內稱為鈉電池發(fā)展元年,國內涌現(xiàn)出一批產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè),成功完成產(chǎn)業(yè)“0”到“1”的積累,形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈。上游正負極材料代表企業(yè)有珈鈉能源、英鈉新能源、眾鈉能源、佰思格、天目先導等,一些大型企業(yè)如中鹽化工、杉杉股份也在積極布局。超過30家企業(yè)布局電解液,一類是具有規(guī);a(chǎn)經(jīng)驗的鋰電電解液材料企業(yè),如天賜材料、新宙邦、多氟多等;第二類是全面布局鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈的初創(chuàng)企業(yè),中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源等;第三類是公司傳統(tǒng)主業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈技術和應用向鈉電池方向業(yè)務延伸,如傳藝科技、中欣氟材等。隔膜方面,頭部集中度非常高,2023年排名前10名的廠商市場占比超過90%。傳統(tǒng)鋰電池企業(yè)寧德時代、鵬輝能源也紛紛涉足鈉電領域。
 
       目前,鈉電池在兩輪電動車、儲能、數(shù)據(jù)中心、通信基站、煤礦井下、工程車輛等領域均實現(xiàn)了應用。在近日召開的第三屆鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈與標準發(fā)展論壇上,中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟常務副理事長俞振華介紹,今年以來,鈉電池展現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭,據(jù)不完全統(tǒng)計,簽約、備案、開工的鈉電項目超過20個,涉及電芯、正負極材料等諸多細分領域,項目投資總額近400億元。此外,今年國內首個10兆瓦時鈉電池儲能電站在廣西南寧正式投運,新疆巴里坤融合了半固態(tài)電池、鈉離子電池、磷酸鐵鋰電池、液流電池的儲能項目實現(xiàn)并網(wǎng)。未來鈉電有望在儲能領域實現(xiàn)更多的落地應用。
 
具有獨特優(yōu)勢
 
       中科海鈉總經(jīng)理李樹軍指出,我國是鋰電池制造大國,2023年我國鋰電池出貨量全球占比高達73.8%,但我國鋰資源僅占全球的6.3%,對外依存度高達70%以上。不考慮回收場景,我國鋰資源儲量極限僅能滿足1.62億輛電動汽車的搭載需求。近年來,鋰電池重要原材料碳酸鋰價格大幅波動,給產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展帶來巨大沖擊。鈉電池原材料資源豐富、分布廣泛、自主可控,可以有效消解甚至擺脫“鋰”這一關鍵資源儲量及分布不均和價格波動對于供應鏈帶來的影響和“卡脖子”隱患。因此,在中國發(fā)展鈉電池意義重大。
 
       中國電子技術標準化研究院高級工程師劉冉冉指出,鈉電池本質安全性更好。鋰電池使用的EC(碳酸亞乙酯)基有機電解液,在高溫、過充等條件下容易分解析出一氧化碳、氫氣等易燃氣體,引發(fā)起火爆炸,高鎳三元電池由于正極材料的影響還會析出氧氣,安全性較差。而鈉電池雖然也使用了PC(碳酸亞丙酯)基有機電解液,但其析出二氧化碳占比高于鋰電池,析出的易燃氣體占比低于鋰電池。整體而言,鈉電池更安全。此外,鈉電池老化安全性更好。鋰電池在使用過程中,會在電極上析出鋰金屬枝晶,日積月累可能刺穿隔膜,引發(fā)電池內部短路,進而導致起火爆炸。所以,鋰電池隨著不斷充放電,安全性會逐漸下降,老舊電池的安全性會變差。而鈉電池負極材料硬碳與鋰電池的石墨層狀結構不同,不易析出鈉金屬,即使析出微量鈉金屬,也是平鋪狀,而不是鋰枝晶的尖銳狀。
 
       鈉電池具有高倍率、低溫充放電性能較好的優(yōu)勢。劉冉冉指出,鈉電池在零下10攝氏度以下放電幾乎與常溫一致,在零下20攝氏度的容量保持率也在90%以上。鈉電池能量密度可以達到140瓦時/千克,雖然低于磷酸鐵鋰電池,但遠高于鉛酸電池。
 
       “能量密度是短板,但提升很快,預計最晚2026年鈉電池能量密度可以和磷酸鐵鋰電池持平。”李樹軍進一步指出,中國鈉電池基礎研究與應用領域的專利和學術論文數(shù)量全球占比超過一半,其基礎和應用研究,自產(chǎn)業(yè)初期便處于領先地位。
 
長期前景依然看好
 
       快速降低成本,把鈉電池理論成本優(yōu)勢轉變?yōu)楝F(xiàn)實優(yōu)勢是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵。
 
       鈉電的產(chǎn)業(yè)化進程不會因為碳酸鋰價格波動發(fā)生根本性的轉變。劉冉冉指出,鈉電池的理論成本更低。正極方面,應用的銅、鋁、鐵、鈉價格低廉,比鋰電池正極用的鎳、鈷、鋰貴重金屬成本更低;負極方面,鈉電池負極材料由普通無煙煤加工而成,成本遠低于鋰電池的負極石墨;電解液方面,六氟磷酸鈉價格遠低于鋰電池的六氟磷酸鋰。隔膜、外殼等材料,鈉電池與鋰電池通用。
 
       業(yè)內對鈉電池前景持樂觀態(tài)度,隨著生產(chǎn)基地產(chǎn)能爬坡和產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟,鈉電池成本將快速下行。劉冉冉指出,目前,國內已有多家企業(yè)成功實現(xiàn)鈉電池規(guī);a(chǎn),截至2023年6月,全國已投產(chǎn)鈉電池產(chǎn)能達10吉瓦時,比2022年底增加了8吉瓦時。去年,我國鈉電池出貨量約為0.5吉瓦時,預計今年鈉電池需求量將達11.9吉瓦時,出貨量有望首次突破1吉瓦時。到2025年,我國鈉電池的規(guī)劃產(chǎn)能將達60吉瓦時。
 
       在劉冉冉看來,未來鈉電池將朝著高能量、低成本、高安全、高智能方向發(fā)展。其中,通過控制過度金屬層狀氧化物正極貴金屬元素的使用,開發(fā)聚陰離子、普魯士藍正極低成本錳基材料,簡化硬碳負極工序,篩選合適的生產(chǎn)原料,加快研究低濃度電解液中電池性能,以全流程優(yōu)化生產(chǎn)工藝降低成本。
 
       在未來市場競爭中,鈉電池向上可補充及替代磷酸鐵鋰電池短板市場,向下可逐步替代鉛酸電池市場。劉冉冉預計,2028年左右鈉電池產(chǎn)業(yè)趨于成熟,尤其是在低速電動車領域,屆時鉛酸電池、鈉電池和鋰電池市場占比分別為40%、45%和15%。
 
(責任編輯:子蕊)
文章標簽: 鈉電池
免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與中國電池聯(lián)盟無關。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內容未經(jīng)本網(wǎng)證實,對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內容。
凡本網(wǎng)注明 “來源:XXX(非中國電池聯(lián)盟)”的作品,均轉載自其它媒體,轉載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請在一周內進行,以便我們及時處理。
QQ:503204601
郵箱:cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關新聞
本月熱點
歡迎投稿
聯(lián)系人:王女士
Email:cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話:010-56284224
在線投稿
微信公眾號