储能作为连接上游能源端和下游能源应用端的中间环节,其发展对低碳能源体系的建设有重要意义。人们从未停止寻找性能优良、能够大规模应用的储能方案,钠离子电池(SODIUM-ION BATTERY)便是最具潜力的选项之一。
DEEPTECH 发布《2022 年中国钠离子电池技术及应用发展研究报告》,聚焦钠离子电池技术与应用,分析钠离子电池技术路径、剖析各技术路线的优劣势与发展瓶颈,从科研、人才、专利、产业侧详解当前技术和产业现状,厘清当前积极推进钠离子电池技术产业化的中坚力量。
钠离子电池是一种依靠钠离子在正负极间移动来完成充放电工作的二次电池。充电时,钠离子从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。
工作原理的相似性让钠离子电池和锂离子电池具备很高的可比较性,近年来锂离子电池的核心原材料碳酸锂价格飞涨。相比之下,钠元素来源广泛、价格低廉、钠离子电池性能较为优良,在交通领域和大规模储能领域表现出了强大的潜力。钠离子电池已逐步成为锂离子电池的优质替补和潜在竞争者。
钠离子电池相较于锂离子电池有 30%-40% 的成本优势。
近年来由于锂离子电池需求量增加,锂资源储量较少导致供应不足,电池用碳酸锂价格从 2020 年中约 4 万元/吨涨至 2022 年 4 月约 50 万元/吨。相比之下钠元素在地壳中含量丰富,全球分布广泛,价格受供需影响小,碳酸钠常年处于 3000 元/吨以内水平。再加之钠离子电池可以使用较为便宜的铝箔作为集流体材料,这进一步降低了钠离子电池的成本。
能量密度上钠离子电池上与磷酸铁锂电池有重叠区间,整体强于铅酸等电池,且在高低温性能、安全性、倍率性能等方面表现出色。
钠离子电池产业链基础完善,切换技术路线成本低。由于钠离子电池的工作原理和结构与锂离子电池极为相似,其制造工艺也与锂离子电池相近,锂电池相关生产企业生产钠离子电池无重置成本。中国完备的锂离子电池产业链为钠离子电池产业化提供了优良的土壤。
科研端研究逐年加速,为产业发展储备弹药。自 2013 年以来,科研界对钠离子电池的关注度与日俱增,每年以钠离子电池为核心研究主题的论文数量逐年攀升。2012 年单年全球钠离子电池相关论文发表数量刚突破百篇,2021 年这个数字已经接近 2900 篇。学术界对钠离子电池的研究热度不仅带来技术研发突破,也培养了大量优秀的团队与人才,助力钠离子电池产业的商业化发展。
科研院校持续布局钠离子电池技术,部分科研团队研究成果进入产业化关键阶段。中国钠离子电池公司中科海钠成立于 2017 年,虽然晚于其他国家,但是依托于中国科学院物理研究所,目前在技术开发和产品生产上都已初具规模。此外,以宁德时代为代表的电池巨头,近几年也已布局钠离子电池产业化。
近年来,锂资源稀少的储量和迅速增长的需求之间的矛盾凸显,碳酸锂价格久居高位,也为钠离子电池产业化创造了窗口期,部分科研团队研究成果进入产业化关键阶段。DEEPTECH 梳理当前中国(部分)聚焦钠离子电池研究的科研人才,以飨读者。(如果您的团队也在从事钠离子电池领域科研工作,欢迎与我们联系交流)