数字储能网欢迎您!
当前位置: 首页 >电化学储能>钠离子电池 返回

钠电池为何仍“吃香”?

作者:卢奇秀 来源:中国能源报 发布时间:2024-06-18 浏览:

数字储能网讯:钠电池是否还具备市场竞争力?业内人士指出,随着相关产品规模化生产,钠电池前景依然值得期待。

  日前,广州发展发布洪湖市经开区100兆瓦/200兆瓦时钠离子储能电站示范项目一期50兆瓦/100兆瓦时储能系统集成采购中标候选人公示,上海融和元储能源有限公司以1.03亿元的投标价成为第一中标候选人,折合单价为1.03元/瓦时。若进展顺利,该示范项目将成为我国首个百兆瓦时级的钠电池储能电站。

  作为锂电池的“平替”技术路线,以成本优势为卖点的钠电池,其储能项目中标价格却远高于锂电池储能目前0.65元/瓦时的中标均价。市场不免质疑,钠电池是否还具备市场竞争力?业内人士指出,锂电池原材料碳酸锂价格的大幅下降,一定程度拖累了钠电池商业化进展。但钠电池理论成本比锂电池低30%—40%,且在充放电倍率、高低温性能、安全等方面独具优势,随着相关产品规模化生产,钠电池前景依然值得期待。

呈现出积极发展态势

  钠电池与锂电池研发几乎同时起步,两者充放电机理也类似,但受制于技术瓶颈,前者相关研究一度陷入停滞,直至2010年左右,钠电池正负极材料取得突破性进展,学术研究和产业尝试明显加快。近年来,主管部门出台一系列支持政策,加速钠电池产业化进程。

  2023年被业内称为钠电池发展元年,国内涌现出一批产业链企业,成功完成产业“0”到“1”的积累,形成较为完善的产业链。上游正负极材料代表企业有珈钠能源、英钠新能源、众钠能源、佰思格、天目先导等,一些大型企业如中盐化工、杉杉股份也在积极布局。超过30家企业布局电解液,一类是具有规模化生产经验的锂电电解液材料企业,如天赐材料、新宙邦、多氟多等;第二类是全面布局钠电池产业链的初创企业,中科海钠、钠创新能源等;第三类是公司传统主业产业链技术和应用向钠电池方向业务延伸,如传艺科技、中欣氟材等。隔膜方面,头部集中度非常高,2023年排名前10名的厂商市场占比超过90%。传统锂电池企业宁德时代、鹏辉能源也纷纷涉足钠电领域。

  目前,钠电池在两轮电动车、储能、数据中心、通信基站、煤矿井下、工程车辆等领域均实现了应用。今年以来,钠电池展现出强劲的发展势头,据不完全统计,签约、备案、开工的钠电项目超过20个,涉及电芯、正负极材料等诸多细分领域,项目投资总额近400亿元。此外,今年国内首个10兆瓦时钠电池储能电站在广西南宁正式投运,新疆巴里坤融合了、钠离子电池、磷酸铁锂电池、液流电池的储能项目实现并网。未来钠电有望在储能领域实现更多的落地应用。

具有独特优势

  中科海钠总经理李树军指出,我国是锂电池制造大国,2023年我国锂电池出货量全球占比高达73.8%,但我国锂资源仅占全球的6.3%,对外依存度高达70%以上。不考虑回收场景,我国锂资源储量极限仅能满足1.62亿辆电动汽车的搭载需求。近年来,锂电池重要原材料碳酸锂价格大幅波动,给产业健康发展带来巨大冲击。钠电池原材料资源丰富、分布广泛、自主可控,可以有效消解甚至摆脱“锂”这一关键资源储量及分布不均和价格波动对于供应链带来的影响和“卡脖子”隐患。因此,在中国发展钠电池意义重大。

  中国电子技术标准化研究院高级工程师刘冉冉指出,钠电池本质安全性更好。锂电池使用的EC(碳酸亚乙酯)基有机电解液,在高温、过充等条件下容易分解析出一氧化碳、氢气等易燃气体,引发起火爆炸,高镍三元电池由于正极材料的影响还会析出氧气,安全性较差。而钠电池虽然也使用了PC(碳酸亚丙酯)基有机电解液,但其析出二氧化碳占比高于锂电池,析出的易燃气体占比低于锂电池。整体而言,钠电池更安全。此外,钠电池老化安全性更好。锂电池在使用过程中,会在电极上析出锂金属枝晶,日积月累可能刺穿隔膜,引发电池内部短路,进而导致起火爆炸。所以,锂电池随着不断充放电,安全性会逐渐下降,老旧电池的安全性会变差。而钠电池负极材料硬碳与锂电池的石墨层状结构不同,不易析出钠金属,即使析出微量钠金属,也是平铺状,而不是锂枝晶的尖锐状。

  钠电池具有高倍率、低温充放电性能较好的优势。刘冉冉指出,钠电池在零下10摄氏度以下放电几乎与常温一致,在零下20摄氏度的容量保持率也在90%以上。钠电池能量密度可以达到140瓦时/千克,虽然低于磷酸铁锂电池,但远高于铅酸电池。

  “能量密度是短板,但提升很快,预计最晚2026年钠电池能量密度可以和磷酸铁锂电池持平。”李树军进一步指出,中国钠电池基础研究与应用领域的专利和学术论文数量全球占比超过一半,其基础和应用研究,自产业初期便处于领先地位。

长期前景依然看好

  快速降低成本,把钠电池理论成本优势转变为现实优势是产业发展的关键。

  钠电的产业化进程不会因为碳酸锂价格波动发生根本性的转变。刘冉冉指出,钠电池的理论成本更低。正极方面,应用的铜、铝、铁、钠价格低廉,比锂电池正极用的镍、钴、锂贵重金属成本更低;负极方面,钠电池负极材料由普通无烟煤加工而成,成本远低于锂电池的负极石墨;电解液方面,六氟磷酸钠价格远低于锂电池的六氟磷酸锂。隔膜、外壳等材料,钠电池与锂电池通用。

  业内对钠电池前景持乐观态度,随着生产基地产能爬坡和产业链逐步成熟,钠电池成本将快速下行。刘冉冉指出,目前,国内已有多家企业成功实现钠电池规模化生产,截至2023年6月,全国已投产钠电池产能达10吉瓦时,比2022年底增加了8吉瓦时。去年,我国钠电池出货量约为0.5吉瓦时,预计今年钠电池需求量将达11.9吉瓦时,出货量有望首次突破1吉瓦时。到2025年,我国钠电池的规划产能将达60吉瓦时。

  在刘冉冉看来,未来钠电池将朝着高能量、低成本、高安全、高智能方向发展。其中,通过控制过度金属层状氧化物正极贵金属元素的使用,开发聚阴离子、普鲁士蓝正极低成本锰基材料,简化硬碳负极工序,筛选合适的生产原料,加快研究低浓度电解液中电池性能,以全流程优化生产工艺降低成本。

  在未来市场竞争中,钠电池向上可补充及替代磷酸铁锂电池短板市场,向下可逐步替代铅酸电池市场。刘冉冉预计,2028年左右钠电池产业趋于成熟,尤其是在低速电动车领域,届时铅酸电池、钠电池和锂电池市场占比分别为40%、45%和15%。


分享到:

关键字:钠电池

数字储能网版权说明:

1、凡注明来源为“数字储能网:xxx(署名)”,除与数字储能网签署内容授权协议的网站外,未经本网授权,任何单位及个人不得转载、摘编或以其它方式使用上述作品。

2、凡本网注明“来源:xxx(非数字储能网)”的作品,均转载与其他媒体,目的在于传播更多信息,但并不代表数字储能网赞同其观点、立场或证实其描述。其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何版权问题与本网无关。

3、如因作品内容、版权以及引用的图片(或配图)内容仅供参考,如有涉及版权问题,可联系我们直接删除处理。请在30日内进行。

4、有关作品版权事宜请联系:13661266197、 邮箱:ly83518@126.com