在我們的工作和生活中，鋰電池隨處可見。從手機(jī)、筆記本電腦等電子設(shè)備到新能源汽車，鋰離子電池遍布諸多場景，憑借更小的體積、更穩(wěn)定的性能和更好的循環(huán)性，助力人類更好利用清潔能源。
近年來，中國在鈉離子電池的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、材料制備、電池生產(chǎn)和應(yīng)用等方面躋身世界前列。
儲(chǔ)量優(yōu)勢大
目前，以鋰離子電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能正加速發(fā)展。鋰離子電池具有較高的比能量、比功率、充放電效率和輸出電壓，且使用壽命長、自放電小，是一種理想的儲(chǔ)能技術(shù)。隨著制造成本的降低，鋰離子電池正大規(guī)模裝機(jī)到電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，增長勢頭強(qiáng)勁。
工業(yè)和信息化部數(shù)據(jù)顯示，2022年中國新型儲(chǔ)能新增裝機(jī)同比增長200%，20余個(gè)百兆瓦級項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行，其中鋰電池儲(chǔ)能占總新增裝機(jī)的97%。
“儲(chǔ)能技術(shù)是踐行和落實(shí)新能源革命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在雙碳目標(biāo)戰(zhàn)略背景下，中國新型儲(chǔ)能發(fā)展迅猛。”歐盟科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授孫金華形象地表示，新型儲(chǔ)能目前呈現(xiàn)“一鋰獨(dú)大”的局面。
在眾多的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰離子電池已在便攜式電子設(shè)備和新能源汽車中占據(jù)主導(dǎo)地位，形成較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈。但與此同時(shí)，鋰離子電池的短板也引發(fā)關(guān)注。
資源的稀缺性是其中之一。專家表示，從全球范圍來看，鋰資源分布極不均衡，約70%分布在南美洲，中國鋰資源僅占全球的6%。
如何開發(fā)不依賴于稀有資源、成本較低的儲(chǔ)能電池技術(shù)?以鈉離子電池為代表的新型儲(chǔ)能技術(shù)升級步伐加快。
與鋰離子電池類似，鈉離子電池是一種依靠鈉離子在正負(fù)極間移動(dòng)完成充放電工作的二次電池。中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)儲(chǔ)能標(biāo)委會(huì)秘書長李建林說，從全球范圍來看，鈉的儲(chǔ)量遠(yuǎn)超鋰元素且分布廣泛，鈉離子電池的成本比鋰電池低30%—40%。與此同時(shí)，鈉離子電池有更好的安全性和低溫性能，循環(huán)壽命高，這讓鈉離子電池成為解決“一鋰獨(dú)大”痛點(diǎn)的重要技術(shù)路線。
產(chǎn)業(yè)前景好
中國高度重視鈉離子電池的研發(fā)應(yīng)用，2022年，中國將鈉離子電池列入《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，支持鈉離子電池前沿技術(shù)和核心技術(shù)裝備攻關(guān)。2023年1月，工信部等六部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確加強(qiáng)新型儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)，研究突破超長壽命高安全性電池體系、大規(guī)模大容量高效儲(chǔ)能等關(guān)鍵技術(shù)，加快研發(fā)鈉離子電池等新型電池。
中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教說，2023年被業(yè)內(nèi)稱為鈉電池“量產(chǎn)化元年”，中國鈉電池市場蓬勃發(fā)展。未來，在兩三輪電動(dòng)車、家庭儲(chǔ)能、工商業(yè)儲(chǔ)能、新能源汽車等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，鈉電池將成為鋰電池技術(shù)路線的有力補(bǔ)充。
今年1月，中國新能源汽車品牌江淮釔為交付全球首款鈉電池車。2023年，寧德時(shí)代第一代鈉離子電池電芯首發(fā)落地。該電芯常溫下充電15分鐘，電量可達(dá)80%以上，不僅成本更低，產(chǎn)業(yè)鏈也將實(shí)現(xiàn)自主可控。
去年年底，國家能源局公示新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目。入圍的56個(gè)項(xiàng)目中，有兩個(gè)鈉離子電池項(xiàng)目。在中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝看來，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程發(fā)展較快。據(jù)測算，到2030年，全球儲(chǔ)能的需求量將達(dá)到1.5太瓦時(shí)(Twh)左右，鈉離子電池有望獲得較大的市場空間。“從電網(wǎng)級的儲(chǔ)能到工商業(yè)的儲(chǔ)能，再到家庭儲(chǔ)能和便攜式儲(chǔ)能，整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)品未來會(huì)大量應(yīng)用鈉電。”吳輝說。
應(yīng)用路且長
當(dāng)前，鈉離子電池受到各國關(guān)注?！度毡窘?jīng)濟(jì)新聞》曾報(bào)道稱，截至2022年12月，中國在鈉離子電池領(lǐng)域取得的專利數(shù)量占全球有效專利總數(shù)的50%以上，日本、美國、韓國和法國則分列第二至第五位。孫金華說，除了中國明確加快鈉離子電池技術(shù)突破和規(guī)?；瘧?yīng)用之外，不少歐美和亞洲國家也將鈉離子電池納入儲(chǔ)能電池發(fā)展體系。
浙江湖州國晟新能源科技有限公司副總經(jīng)理狄侃生表示，鈉離子電池可以借鑒鋰電池的發(fā)展歷程，從產(chǎn)品化向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，降低成本、提升性能，在各行各業(yè)推進(jìn)應(yīng)用場景。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)把安全性放在首位，發(fā)揮鈉離子電池的性能特點(diǎn)。
盡管前景看好，但專家表示，鈉離子電池距離真正規(guī)模化應(yīng)用還有較長一段路要走。
于清教說，當(dāng)前鈉電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展面臨著能量密度較低、技術(shù)有待成熟、供應(yīng)鏈急需完善、理論低成本水平尚未達(dá)到等挑戰(zhàn)，整個(gè)行業(yè)需要圍繞難點(diǎn)協(xié)同創(chuàng)新，推動(dòng)鈉電池產(chǎn)業(yè)向生態(tài)化和更高水平發(fā)展。
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