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钠离子电池:开辟储能新赛道

作者:数字储能网新闻中心 来源:人民日报海外版 发布时间:2024-02-29 浏览:

数字储能网讯:在我们的工作和生活中,锂电池随处可见。从手机、笔记本电脑等电子设备到新能源汽车,锂离子电池遍布诸多场景,凭借更小的体积、更稳定的性能和更好的循环性,助力人类更好利用清洁能源。

近年来,中国在钠离子电池的关键技术研发、材料制备、电池生产和应用等方面跻身世界前列。

储量优势大

目前,以锂离子电池为代表的电化学储能正加速发展。锂离子电池具有较高的比能量、比功率、充放电效率和输出电压,且使用寿命长、自放电小,是一种理想的储能技术。随着制造成本的降低,锂离子电池正大规模装机到电化学储能领域,增长势头强劲。

工业和信息化部数据显示,2022年中国新型储能新增装机同比增长200%,20余个百兆瓦级项目实现并网运行,其中锂电池储能占总新增装机的97%。

“储能技术是践行和落实新能源革命的关键环节。在双碳目标战略背景下,中国新型储能发展迅猛。”欧盟科学院院士、中国科学技术大学教授孙金华形象地表示,新型储能目前呈现“一锂独大”的局面。

在众多的电化学储能技术中,锂离子电池已在便携式电子设备和新能源汽车中占据主导地位,形成较为完备的产业链。但与此同时,锂离子电池的短板也引发关注。

资源的稀缺性是其中之一。专家表示,从全球范围来看,锂资源分布极不均衡,约70%分布在南美洲,中国锂资源仅占全球的6%。

如何开发不依赖于稀有资源、成本较低的储能电池技术?以钠离子电池为代表的新型储能技术升级步伐加快。

与锂离子电池类似,钠离子电池是一种依靠钠离子在正负极间移动完成充放电工作的二次电池。中国电工技术学会储能标委会秘书长李建林说,从全球范围来看,钠的储量远超锂元素且分布广泛,钠离子电池的成本比锂电池低30%—40%。与此同时,钠离子电池有更好的安全性和低温性能,循环寿命高,这让钠离子电池成为解决“一锂独大”痛点的重要技术路线。

产业前景好

中国高度重视钠离子电池的研发应用,2022年,中国将钠离子电池列入《“十四五”能源领域科技创新规划》,支持钠离子电池前沿技术和核心技术装备攻关。2023年1月,工信部等六部门联合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》,明确加强新型储能电池产业化技术攻关,研究突破超长寿命高安全性电池体系、大规模大容量高效储能等关键技术,加快研发钠离子电池等新型电池。

中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教说,2023年被业内称为钠电池“量产化元年”,中国钠电池市场蓬勃发展。未来,在两三轮电动车、家庭储能、工商业储能、新能源汽车等多个细分领域,钠电池将成为锂电池技术路线的有力补充。

今年1月,中国新能源汽车品牌江淮钇为交付全球首款钠电池车。2023年,宁德时代第一代钠离子电池电芯首发落地。该电芯常温下充电15分钟,电量可达80%以上,不仅成本更低,产业链也将实现自主可控。

去年年底,国家能源局公示新型储能试点示范项目。入围的56个项目中,有两个钠离子电池项目。在中国电池产业研究院院长吴辉看来,钠离子电池产业化进程发展较快。据测算,到2030年,全球储能的需求量将达到1.5太瓦时(Twh)左右,钠离子电池有望获得较大的市场空间。“从电网级的储能到工商业的储能,再到家庭储能和便携式储能,整个储能产品未来会大量应用钠电。”吴辉说。

应用路且长

当前,钠离子电池受到各国关注。《日本经济新闻》曾报道称,截至2022年12月,中国在钠离子电池领域取得的专利数量占全球有效专利总数的50%以上,日本、美国、韩国和法国则分列第二至第五位。孙金华说,除了中国明确加快钠离子电池技术突破和规模化应用之外,不少欧美和亚洲国家也将钠离子电池纳入储能电池发展体系。

浙江湖州国晟新能源科技有限公司副总经理狄侃生表示,钠离子电池可以借鉴锂电池的发展历程,从产品化向产业化发展,降低成本、提升性能,在各行各业推进应用场景。同时,应当把安全性放在首位,发挥钠离子电池的性能特点。

尽管前景看好,但专家表示,钠离子电池距离真正规模化应用还有较长一段路要走。

于清教说,当前钠电池产业化发展面临着能量密度较低、技术有待成熟、供应链急需完善、理论低成本水平尚未达到等挑战,整个行业需要围绕难点协同创新,推动钠电池产业向生态化和更高水平发展。

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