在當(dāng)今全球能源格局深刻變革、能源轉(zhuǎn)型加速推進(jìn)的大背景下,作為新興技術(shù)之一的鈉離子電池憑借其獨(dú)特的自身優(yōu)勢(shì),為電池儲(chǔ)能市場(chǎng)提供了另一種選擇。中國(guó)企業(yè)更是以高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略眼光和勇于創(chuàng)新的開拓精神,積極投身于鈉離子電池這一新興領(lǐng)域的研發(fā)與探索,為未來電池技術(shù)的多元化發(fā)展開辟了嶄新的路徑,也為全球能源存儲(chǔ)技術(shù)的革新注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。
以下,我們將對(duì)2024年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策及鈉離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行梳理與總結(jié),分析行業(yè)趨勢(shì),展望未來前景。
產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策
新型儲(chǔ)能的快速發(fā)展與國(guó)家層面的戰(zhàn)略重視密不可分,一系列政策的密集出臺(tái)為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的快速成長(zhǎng)提供了堅(jiān)實(shí)的支撐。據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì),截至2024年10月,國(guó)家和地方已累計(jì)發(fā)布儲(chǔ)能相關(guān)政策超過2000項(xiàng)。
2023年1月-2024年10月,宏觀利好政策紛紛出臺(tái),僅國(guó)家層面儲(chǔ)能相關(guān)政策就達(dá)164項(xiàng)。其中,發(fā)展規(guī)劃類35項(xiàng),包括規(guī)劃布局、發(fā)展目標(biāo)等,技術(shù)支持類32項(xiàng),電價(jià)與電力市場(chǎng)相關(guān)政策28項(xiàng),監(jiān)督管理類26項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范類19項(xiàng),儲(chǔ)充換等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相關(guān)政策14項(xiàng),新能源配儲(chǔ)政策7項(xiàng),補(bǔ)貼政策3項(xiàng)。
2023年1月,工信部等6部門印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,指出面向碳達(dá)峰碳中和目標(biāo),系統(tǒng)謀劃能源電子全產(chǎn)業(yè)鏈條,以高質(zhì)量供給引領(lǐng)和創(chuàng)造新需求。鼓勵(lì)以企業(yè)為主導(dǎo),開展面向市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的研發(fā)活動(dòng),擴(kuò)大新型儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源微電網(wǎng)等智能化多樣化產(chǎn)品和服務(wù)供給。
2024年3月,國(guó)家能源局印發(fā)《2024年能源工作指導(dǎo)意見》,明確推動(dòng)新型儲(chǔ)能多元化發(fā)展,強(qiáng)化促進(jìn)新型儲(chǔ)能并網(wǎng)和調(diào)度運(yùn)行的政策措施,推動(dòng)電力需求側(cè)資源參與需求側(cè)響應(yīng)和系統(tǒng)調(diào)節(jié)。探索推廣虛擬電廠、新型儲(chǔ)能多元化應(yīng)用等新技術(shù)。
2024年6月,工信部公布修訂版《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》和《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范公告管理辦法》,其中規(guī)范了儲(chǔ)能型電池產(chǎn)品性能:?jiǎn)误w電池能量密度≥155Wh/kg,電池組能量密度≥110Wh/kg。單體電池循環(huán)壽命≥6000次且容量保持率≥80%,電池組循環(huán)壽命≥5000次且容量保持率≥80%。
2024年6月,工信部對(duì)《首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄(2024年版)》進(jìn)行了公示,其中包括全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、鐵鉻液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)、壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)、飛輪儲(chǔ)能裝置等新型儲(chǔ)能系統(tǒng)和裝備的核心技術(shù)指標(biāo)。
為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,各省市積極推動(dòng)新型儲(chǔ)能電池的發(fā)展,比如河南省發(fā)布的《關(guān)于加快新型儲(chǔ)能發(fā)展的實(shí)施意見》提出加強(qiáng)新型儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。開展磷酸鐵鋰電池、鈉離子電池、新型鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池、壓縮空氣、廢棄礦井(洞)儲(chǔ)能等儲(chǔ)能關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用各環(huán)節(jié)有機(jī)融合,鼓勵(lì)電池頭部企業(yè)在豫設(shè)立研發(fā)機(jī)構(gòu),加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化,提升新型儲(chǔ)能領(lǐng)域創(chuàng)新能力等。
鈉離子電池技術(shù)原理
據(jù)了解,鈉離子電池是一種二次電池(充電電池),具有與鋰離子電池類似的工作原理,正負(fù)極由兩種不同的鈉離子嵌入化合物組成。充電時(shí),Na+從正極脫出經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷經(jīng)外電路供給到負(fù)極,保證正負(fù)極電荷平衡。放電時(shí)則相反,Na+從負(fù)極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極。在正常的充放電情況下,鈉離子在正負(fù)極間的嵌入脫出不破壞電極材料的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)。從充放電可逆性看,鈉離子電池反應(yīng)是一種理想的可逆反應(yīng)。
資料顯示,鈉離子電池的技術(shù)路線有很多種,目前并沒有明確的技術(shù)路線,這在一定程度上,影響了規(guī)模化量產(chǎn)進(jìn)程。雖然主流技術(shù)路線尚未確定,但產(chǎn)品基本繞不開鈉電正極材料的三大技術(shù)路線:層狀氧化物,聚陰離子化合物,以及普魯士藍(lán)(白),負(fù)極材料則以硬碳和軟碳為主。由于不同技術(shù)路線性能和成本差異較大,業(yè)內(nèi)還存在爭(zhēng)議。其中,聚陰離子類化合物呼聲最高。
近年來,相關(guān)企業(yè)在鈉離子電池的研究上取得了顯著成果,特別是在層狀氧化物構(gòu)型預(yù)測(cè)方法的提出和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方面,這為設(shè)計(jì)制備低成本、高性能的鈉離子電池層狀氧化物正極材料提供了理論指導(dǎo)。
鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)
美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)顯示,目前全球已探明的鋰資源量(金屬鋰當(dāng)量)為3950萬噸,其中73%集中分布在南美洲少數(shù)國(guó)家。全球可開采鋰資源儲(chǔ)量約為1350萬噸(以碳酸鋰當(dāng)量計(jì)算約為7100萬噸),近兩年鋰資源的年平均開采量為3.5萬噸,即便如此預(yù)計(jì)也僅可供開采385年。隨著新能源汽車的飛速增長(zhǎng),每年的鋰資源開采量也在逐漸增加。
而金屬鈉元素在地殼中儲(chǔ)量遠(yuǎn)比鋰豐富(地殼中鈉含量約為2.75%,而鋰含量約為0.065‰),且分布于全球各地,從保障能源安全的角度來看,鈉電池的盡早大規(guī)模應(yīng)用具有重大戰(zhàn)略意義。
同時(shí),鈉和鋰的物理化學(xué)性質(zhì)相似且脫/嵌機(jī)制類似,因此鈉離子電池的研究與開發(fā)有望在一定程度上緩解由于鋰資源短缺引發(fā)的儲(chǔ)能電池發(fā)展受限問題。
除了資源豐富易得、分布廣泛的優(yōu)勢(shì)外,和鋰離子電池相比,鈉電池更具有安全優(yōu)勢(shì),鈉電池?zé)崾Э販囟雀哂阡囯姵兀腋菀租g化、氧化,不易產(chǎn)生易燃現(xiàn)象,而這正是鋰電池的主要弊端。
在電池體系中,鈉不會(huì)與鋁發(fā)生電化學(xué)合金化反應(yīng),因此鈉離子電池可以采用鋁箔作為負(fù)極集流體(替代鋰離子電池體系中銅箔集流體),這樣可以有效避免過放電引起的集流體氧化問題,既有利于電池的安全,又達(dá)到了進(jìn)一步降低電池成本的目的。
另一方面,鈉離子電池充電速度比鋰電池要快許多,在高溫、低溫等條件下都能穩(wěn)定充放電,優(yōu)于鋰電池。而且,鈉電的量產(chǎn)可以利用目前的鋰電產(chǎn)線,既降低了投資成本,又有利于激活鋰電冗余產(chǎn)能的價(jià)值。
當(dāng)然,鈉離子電池也存在著不可忽視的缺陷,如鈉元素的相對(duì)原子質(zhì)量比鋰元素大很多,而且鈉離子半徑比鋰離子半徑大,這使得鈉離子電池的能量密度和功率密度比鋰離子電池要低。不過,在規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用中對(duì)電池能量密度的要求并不是太高,其成本和壽命才是其重點(diǎn)。因此,鈉離子電池在大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域擁有比鋰離子電池更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
2024年產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程
2024年,鈉離子電池技術(shù)發(fā)展迅速,特別是在能量密度、循環(huán)壽命和安全性等方面取得了重大突破。隨著技術(shù)的不斷成熟和市場(chǎng)需求的增長(zhǎng),鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加速。
在實(shí)際應(yīng)用方面,鈉離子電池已經(jīng)開始在一些領(lǐng)域得到了應(yīng)用。例如,江淮汽車集團(tuán)的全球首款鈉電池量產(chǎn)車型鈉電版花仙子電動(dòng)車已經(jīng)向用戶交付,而江鈴集團(tuán)新能源搭載孚能科技鈉離子電池的江鈴易至EV3(青春版)車型也已經(jīng)正式下線。
此外,大唐50MW/100MWh鈉離子儲(chǔ)能項(xiàng)目在湖北潛江熊口農(nóng)場(chǎng)落地,標(biāo)志著鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用也在同步推進(jìn)。
而眾鈉能源與臺(tái)鈴科技簽署的戰(zhàn)略合作協(xié)議,計(jì)劃在兩年內(nèi)向后者提供不低于200萬套聚鈉1號(hào)鈉離子電池包,并預(yù)計(jì)在今年三季度開啟量產(chǎn)交付,標(biāo)志著鈉離子電池從小批量試用階段進(jìn)入到規(guī)模化量產(chǎn)的新階段。
總體來看,雖然鈉離子電池年在兩輪車、乘用車市場(chǎng)發(fā)展不及預(yù)期,但在儲(chǔ)能領(lǐng)域卻一枝獨(dú)秀,而且發(fā)布鈉電新產(chǎn)品的企業(yè)也在增多,表明過去一年鈉電產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)品的研發(fā)方面有很大提升。
產(chǎn)能投資方面,據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì),2024年1-10月,國(guó)內(nèi)共65個(gè)鈉離子電池儲(chǔ)能生產(chǎn)制造項(xiàng)目更新了動(dòng)態(tài),規(guī)劃年產(chǎn)能248GWh,計(jì)劃總投資1189億元,達(dá)產(chǎn)后年產(chǎn)值1200億元。其中,新增投產(chǎn)項(xiàng)目5個(gè),投產(chǎn)年產(chǎn)能4.04GWh,占比1.63%;新增開工/在建項(xiàng)目17個(gè),規(guī)劃年產(chǎn)能152.81GWh,占比61.62%;新增規(guī)劃(含新增備案/擬建/簽約/環(huán)評(píng)獲批等)項(xiàng)目共43個(gè),規(guī)劃年產(chǎn)能91.15GWh,占比36.75%。預(yù)計(jì)2024年鈉離子電池中標(biāo)項(xiàng)目大于4GWh。
電站項(xiàng)目方面,據(jù)CESA儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì),2024年1-11月,鈉離子電池儲(chǔ)能采招落地規(guī)模126.25MW/251.75MWh。2024年1-11月,鈉離子電池儲(chǔ)能項(xiàng)目并網(wǎng)規(guī)模66.8MW/151.57MWh。
出貨量方面,預(yù)計(jì)2024年中國(guó)鈉離子電池實(shí)際出貨量將超過2GWh,遠(yuǎn)高于2023年的0.7GWh,且業(yè)界企業(yè)披露的鈉離子電池的能量密度最高已經(jīng)達(dá)到230Wh/kg,并且有企業(yè)以0.45元/Wh的價(jià)格對(duì)外銷售。在此背景下,國(guó)內(nèi)各地方政府均將鈉離子電池產(chǎn)業(yè)作為重要的下一代電池體系展開規(guī)劃研究和招商。
全球市場(chǎng)空間方面,有機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)2025年全球儲(chǔ)能電池需求為342GWh,假設(shè)2025年全球儲(chǔ)能領(lǐng)域鈉電池滲透率5%,儲(chǔ)能領(lǐng)域鈉電池需求量為17GWh;預(yù)計(jì)全球電動(dòng)二輪車領(lǐng)域鈉電池需求量5GWh,電踏車市場(chǎng)鈉電池需求量為0.91GWh;合計(jì)全球鈉電池2025年需求為23GWh,假設(shè)單位價(jià)格0.6元/Wh,2025年鈉電池市場(chǎng)空間為138億元。
鈉離子電池創(chuàng)新產(chǎn)品
2021年,寧德時(shí)代推出了該公司第一代鈉離子電池,被視為鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的標(biāo)志性事件。但2023年碳酸鋰價(jià)格高位跳水,磷酸鐵鋰電池價(jià)格也回落至每瓦時(shí)0.4元左右,鈉離子電池的售價(jià)則在每瓦時(shí)0.6-0.7元,其成本優(yōu)勢(shì)喪失導(dǎo)致發(fā)展受限。2024年,鋰電池價(jià)格下跌超四成,導(dǎo)致目前鈉電池在價(jià)格上并不具有競(jìng)爭(zhēng)力。
根據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè),鈉離子電池的理論成本為每瓦時(shí)0.3元左右,不過受制于產(chǎn)業(yè)鏈不成熟,這一價(jià)格在現(xiàn)階段還難以實(shí)現(xiàn)。因此,鈉離子電池行業(yè)亟需通過設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)鏈完善,以降低鈉離子電池的成本。
寧德時(shí)代
2024年11月18日,寧德時(shí)代重磅發(fā)布了其第二代鈉離子電池。寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱在世界青年科學(xué)家峰會(huì)上鄭重透露,這款凝聚著無數(shù)科研心血與創(chuàng)新智慧的新電池將于明年正式推向市場(chǎng)。從關(guān)鍵性能指標(biāo)來看,寧德時(shí)代第一代鈉離子電池的能量密度為160Wh/kg,而即將閃亮登場(chǎng)的第二代鈉離子電池則有望實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍,其能量密度預(yù)計(jì)將一舉超過200Wh/kg。這一顯著的提升將極大地增強(qiáng)鈉離子電池在能量存儲(chǔ)能力方面的競(jìng)爭(zhēng)力,使其在與鋰離子電池的對(duì)比中,差距進(jìn)一步大幅縮小,為鈉離子電池在更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景中嶄露頭角奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
而在上個(gè)月,寧德時(shí)代更是推出了一款具有革命性創(chuàng)新意義的Freevoy混合電池組,這款電池組堪稱電池技術(shù)融合應(yīng)用的典范之作。它別出心裁地將鈉離子電池和鋰離子電池巧妙地結(jié)合在一起,專門針對(duì)增程型電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車的特殊需求而精心設(shè)計(jì)。其令人矚目的續(xù)航里程超過400公里,并且能夠支持4C超快速充電技術(shù),這一卓越的性能表現(xiàn)完美契合了當(dāng)下消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程焦慮和充電速度慢的痛點(diǎn)需求,足以讓廣大消費(fèi)者在使用電動(dòng)汽車時(shí)感受到前所未有的便捷與高效。
尤為值得一提的是,F(xiàn)reevoy混合電池組的創(chuàng)新設(shè)計(jì)充分挖掘和利用了鈉離子電池卓越的低溫性能優(yōu)勢(shì)。在極端寒冷的氣候條件下,傳統(tǒng)的鋰離子電池往往會(huì)出現(xiàn)性能大幅下降的問題,嚴(yán)重影響電動(dòng)汽車的續(xù)航里程和使用性能。然而,寧德時(shí)代的這款混合電池組卻能夠在低至-40攝氏度的極寒環(huán)境中依然保持穩(wěn)定的放電能力,并且在低至-30攝氏度的低溫環(huán)境中實(shí)現(xiàn)正常充電。這一獨(dú)特的低溫性能特性在寒冷地區(qū)的電動(dòng)汽車應(yīng)用場(chǎng)景中具有無可比擬的巨大優(yōu)勢(shì),它不僅有效解決了傳統(tǒng)鋰離子電池在低溫環(huán)境下的性能瓶頸問題,更為電動(dòng)汽車在全球更廣泛的氣候區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行提供了切實(shí)可行的技術(shù)保障,極大地拓展了電動(dòng)汽車的市場(chǎng)應(yīng)用范圍和地理適應(yīng)性。
華為
11月22日,華為公布了一項(xiàng)全新的鈉離子電池專利,名為“電解質(zhì)添加劑及制備方法、電解質(zhì)及鈉離子電池”。在2023年5月19日華為技術(shù)有限公司與珠海賽威電子材料有限公司聯(lián)合提交的專利申請(qǐng)中,詳細(xì)闡述了該專利的核心技術(shù)要點(diǎn)。
這款電解液添加劑別具匠心地包含了鈉離子和環(huán)狀陰離子,且環(huán)狀陰離子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中巧妙地含有不飽和鍵。這種獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予了電解液添加劑諸多卓越的性能優(yōu)勢(shì)。它具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性,不易發(fā)生氧化脫鈉現(xiàn)象,能夠在電池的正負(fù)極表面精準(zhǔn)地發(fā)生氧化還原反應(yīng),從而形成一層穩(wěn)定、致密的界面膜。這一界面膜如同電池的“保護(hù)神”,能夠有效地抑制正極與電解液之間可能發(fā)生的副反應(yīng),減少電池內(nèi)部的能量損耗和性能衰減,從而顯著提升鈉離子電池的整體性能。通過這一創(chuàng)新性的技術(shù)舉措,有望從根本上改善鈉電池長(zhǎng)期以來一直困擾其發(fā)展的庫侖效率低、循環(huán)壽命差等關(guān)鍵問題,為鈉離子電池技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善開辟了新的道路,注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。
今年早些時(shí)候,華為還申請(qǐng)了另一項(xiàng)極具創(chuàng)新性的復(fù)合正極材料專利。這一系列的專利申請(qǐng)充分表明華為始終堅(jiān)定不移地致力于投資鈉電池技術(shù)研發(fā),持之以恒地從不同技術(shù)角度和研究方向深入探索提升鈉離子電池性能的有效方法。
比亞迪
2024年,比亞迪動(dòng)工建造了一座規(guī)模宏大的30 GWh鈉離子電池工廠。這一重大舉措充分彰顯了比亞迪在鈉離子電池大規(guī)模生產(chǎn)領(lǐng)域的堅(jiān)定決心和雄厚實(shí)力,也向整個(gè)行業(yè)傳遞出了其對(duì)鈉離子電池未來發(fā)展前景的高度看好和強(qiáng)烈信心。
2024年11月底,比亞迪儲(chǔ)能英國(guó)和愛爾蘭負(fù)責(zé)人王凱在LinkedIn上宣布,推出鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品——MC Cube-SIB ESS。據(jù)介紹,比亞迪MC Cube-SIB ESS儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量為2.3MWh,標(biāo)稱電壓為1200V,電壓范圍為800V-1400V。該產(chǎn)品使用了公司標(biāo)志性的刀片電池,并采用“CTS集成設(shè)計(jì)Cell to System”。
雖然與平均容量為5 MWh的標(biāo)準(zhǔn)20英尺鋰離子集裝箱相比,其能量密度確實(shí)相對(duì)較低,不到鋰離子集裝箱的一半,但它卻擁有其他諸多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。這款產(chǎn)品充分發(fā)揮了鈉離子電池技術(shù)的耐低溫性、長(zhǎng)循環(huán)壽命和更高的安全性等顯著特點(diǎn)。在寒冷地區(qū)或?qū)﹄姵匕踩砸髽O高的應(yīng)用場(chǎng)景中,如北方地區(qū)的冬季儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心備用電源等,MC Cube SIB ESS能夠憑借其卓越的性能表現(xiàn)脫穎而出,為用戶提供可靠、穩(wěn)定的儲(chǔ)能解決方案。
據(jù)了解,這款產(chǎn)品將于2025年第三季度在中國(guó)正式交付市場(chǎng),并且其每千瓦時(shí)價(jià)格與磷酸鐵鋰電池相近。據(jù)比亞迪透露,預(yù)計(jì)在明年,鈉離子電池的成本有望與磷酸鐵鋰電池基本持平。
而從更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略眼光來看,比亞迪甚至有信心將鈉離子電池的成本降低70%之多。這意味著比亞迪在鈉離子電池的成本控制和產(chǎn)品商業(yè)化方面已經(jīng)取得了重大的突破和實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,也為鈉離子電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
海辰儲(chǔ)能
12月12日,海辰儲(chǔ)能全球首發(fā)其首款電力儲(chǔ)能專用鈉離子電池∞Cell N162Ah等創(chuàng)新產(chǎn)品,該產(chǎn)品采用磷酸焦磷酸鐵鈉正極搭配硬碳負(fù)極的技術(shù)路線,并采用均質(zhì)高導(dǎo)電包覆策略、硬碳負(fù)極以及微鍵合電解液配方等一系列技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了∞Cell N162Ah鈉離子電池長(zhǎng)壽命、寬溫域、高倍率、高能效、高安全等諸多特性。
其中,∞Cell N162Ah在超長(zhǎng)壽命、倍率性能以及安全性表現(xiàn)優(yōu)異,產(chǎn)品循環(huán)壽命超過20000次(70%SOH);在10C超大倍率條件下進(jìn)行放電,容量保持率高達(dá)85%。最后,得益于具有高熱穩(wěn)定性的技術(shù)路線及電池化學(xué)體系的優(yōu)化,以及0V超長(zhǎng)貨架期存儲(chǔ)的特性,為電池及系統(tǒng)的存儲(chǔ)、組裝、運(yùn)輸和運(yùn)營(yíng)提供較高的人身和財(cái)產(chǎn)安全保障。
據(jù)海辰儲(chǔ)能電池研究院院長(zhǎng)鄭建明介紹,海辰儲(chǔ)能長(zhǎng)循環(huán)鈉電技術(shù)專為儲(chǔ)能而生,可以實(shí)現(xiàn)提升3個(gè)數(shù)量級(jí)電極電子電導(dǎo)率,≥97%能量效率,預(yù)計(jì)該產(chǎn)品將于明年第四季度實(shí)現(xiàn)GWh量產(chǎn)。
鄭建明表示,2025年,鈉離子電池會(huì)迎來產(chǎn)業(yè)化加速發(fā)展拐點(diǎn),未來五年市場(chǎng)規(guī)模有望突破千億量級(jí)。他認(rèn)為,鈉電之所以遲遲未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化應(yīng)用,是因?yàn)闆]有找到真正大規(guī)模應(yīng)用的大眾場(chǎng)景。大場(chǎng)景才能夠驅(qū)動(dòng)大產(chǎn)業(yè),根據(jù)他的判斷,電力儲(chǔ)能將是鈉電產(chǎn)業(yè)規(guī)模化的重要突破口。
亟待解決的關(guān)鍵問題
在今天鈉離子電池快速發(fā)展的過程中,存在以下幾個(gè)關(guān)鍵問題亟待解決。
首先,鈉離子電池是一種有別于鋰離子電池的電池體系,將鋰離子電池電極材料直接應(yīng)用到鈉離子電池的研究上是一種捷徑,但尋找新的具有高能量密度和功率密度的正極材料,同時(shí)尋找在循環(huán)過程中體積變化小的負(fù)極材料,提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性,才是提高鈉離子電池性能的重要途徑,也是使鈉離子電池早日應(yīng)用到大規(guī)模儲(chǔ)能的關(guān)鍵。
其次,目前對(duì)于鈉離子電池電極材料的合成方法比較單一,傳統(tǒng)的固相法和凝膠溶膠法是主要的制備方法,且對(duì)電極材料的改性研究較少.尋找更簡(jiǎn)單高效的合成方法,同時(shí)對(duì)性能較好的材料進(jìn)行改性研究也是提高鈉離子電池性能的一條途徑。
其三,安全問題是制約鋰離子電池發(fā)展的重要因素,而鈉離子電池將同樣面臨大規(guī)模應(yīng)用下的安全性考驗(yàn)。因此,大力開發(fā)新的電解液體系,研究更為安全的凝膠態(tài)及全固態(tài)電解質(zhì)是緩解鈉離子電池安全問題的重要方向。
未來趨勢(shì)與展望
在現(xiàn)階段,鈉離子電池應(yīng)用主要面向儲(chǔ)能、基站、低速車、低端乘用車等市場(chǎng)。雖然鈉離子電池目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn),但在大規(guī)模商業(yè)化推廣的道路上仍然面臨著諸多艱巨的挑戰(zhàn)和復(fù)雜的問題。除了需要進(jìn)一步提升電池的性能、降低生產(chǎn)成本外,還迫切需要完善產(chǎn)業(yè)鏈配套體系,加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)各企業(yè)之間的緊密協(xié)作。
在原材料供應(yīng)穩(wěn)定性方面,需要建立更加穩(wěn)定、可靠的供應(yīng)渠道,確保鈉資源的充足供應(yīng)以及其他關(guān)鍵原材料的質(zhì)量和價(jià)格穩(wěn)定。在生產(chǎn)工藝優(yōu)化方面,需要不斷探索和創(chuàng)新,提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)能耗、提升產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性。在市場(chǎng)推廣方面,需要加大宣傳力度,提高市場(chǎng)對(duì)鈉離子電池的認(rèn)知度和接受度,培育消費(fèi)者的使用習(xí)慣和市場(chǎng)需求。這需要整個(gè)行業(yè)的上下游企業(yè)攜手并肩、共同努力,通過加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同合作、加大技術(shù)研發(fā)投入、完善市場(chǎng)推廣策略等多方面的綜合措施,才能夠逐步克服這些困難和障礙,實(shí)現(xiàn)鈉離子電池在全球市場(chǎng)的廣泛普及和大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
總體來看,鈉離子電池生產(chǎn)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大和出貨量的持續(xù)增長(zhǎng),在很大程度上取決于客戶項(xiàng)目的具體實(shí)施情況和市場(chǎng)需求的實(shí)際變化。隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和各企業(yè)在不同應(yīng)用場(chǎng)景的創(chuàng)新實(shí)踐,必將為鈉離子電池開辟了更為廣闊的市場(chǎng)空間和應(yīng)用領(lǐng)域。
在未來的發(fā)展道路上,鈉離子電池有望與鋰離子電池相互補(bǔ)充、協(xié)同發(fā)展,共同滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景下對(duì)電池性能、成本、安全性等多方面的多樣化需求。無論是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域?yàn)橄M(fèi)者提供更多樣化的續(xù)航選擇和更優(yōu)質(zhì)的使用體驗(yàn),還是在儲(chǔ)能系統(tǒng)中為保障能源的穩(wěn)定供應(yīng)和高效利用提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐,鈉離子電池都擁有著無比廣闊的發(fā)展前景。
正如寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群所言,鈉離子電池憑借其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和成本潛力,是一個(gè)極具發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景的戰(zhàn)略選擇,甚至有可能在未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中逐步取代目前由寧德時(shí)代主導(dǎo)的磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)高達(dá)50%的份額。
他的這一觀點(diǎn)不僅充分體現(xiàn)了寧德時(shí)代對(duì)自身鈉離子電池技術(shù)研發(fā)實(shí)力和創(chuàng)新能力的高度自信,也清晰地預(yù)示著鈉離子電池在未來全球電池市場(chǎng)格局中可能占據(jù)的重要地位和發(fā)揮的關(guān)鍵作用,為整個(gè)鈉離子電池行業(yè)樹立了堅(jiān)定的發(fā)展信心和明確的奮斗目標(biāo)。相信隨著中國(guó)電池行業(yè)持之以恒的共同努力,鈉離子電池必將在未來的全球能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中扮演極為重要的角色,成為推動(dòng)能源存儲(chǔ)技術(shù)革新和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的關(guān)鍵力量。
責(zé)任編輯: 李穎