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从幕后走向台前,钠离子电池商业化路程还要走多远?

来源:中国汽车报网 浏览次数:95 发布日期:2021-09-13

钠离子电池正站上风口。

自宁德时代发布第一代钠离子电池以来,行业内对钠离子电池的关注逐渐升温。此前,工信部经商科技部和财政部,对全国政协委员、江苏无锡市副市长高亚光《关于在我国大力发展钠离子电池的提案》回复称,在“十四五”相关规划等政策文件中将对钠离子电池加强布局,从多个方面统筹引导钠离子电池产业高质量发展。至此,钠离子电池在行业内激起的水花越来越大。

从幕后走到台前

钠离子电池有望成为锂离子电池的重要补充

锂离子电池、钠离子电池等新型电池被工信部描述为推动新能源产业发展的压舱石。记者了解到,钠离子电池有着与锂离子电池相似的工作原理,主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。然而,相较锂离子,钠离子体积较大,在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛,这也成为钠离子电池迟迟难以商用的瓶颈。

根据天风证券的行业研究报告,截至2020年,全球已有二十多家企业致力于钠离子电池的研发。国内的企业主要包括宁德时代、中科海钠、钠创新能源、鹏辉能源、欣旺达和山东章鼓。

宁德时代发布的钠离子电池

钠离子电池在行业内引起的热度,起因则来自于宁德时代在7月底发布了第一代钠离子电池,同时锂钠混搭电池包也首次亮相。在成果出来的背后,则是行业内对钠离子电池的早期投入。国家科技成果转化基金新能源汽车创业投资子基金合伙人兼总裁方建华在接受《中国汽车报》记者采访时表示,行业内二三十年前就在研究钠离子电池,它本身并不是新的产物。

记者了解到,此前工信部制定发布的《信息产业发展指南(2016-2020年)》,就提到要推动新型电池技术进步和创新升级,支持钠离子电池、液流电池等新型电池产业发展。“十三五”期间,科技部更是通过国家重点研发计划“智能电网技术与装备”重点专项,对电池储能相关技术进行了系统部署。其中,钠基储能电池技术作为重点支持方向之一,在“高安全长寿命和低成本钠基储能电池的基础科学问题研究”等项目系列成果推动下进步显著。

根据回复,工信部表示,预计未来随着产业投入的加大,技术走向成熟、产业链逐步完善,高性价比的钠离子电池有望成为锂离子电池的重要补充,尤其是在固定式储能领域将具有良好发展前景。私募排排网研究员刘文婷表示,工信部此举无疑为钠离子电池产业发展注入了一剂强心剂,让市场对钠离子电池的商业化前景充满信心。

企业动作不断

未来有望取代铅酸电池

可以看到,对于钠离子电池的出现,行业普遍认为,其对锂离子电池的影响是“补充”而非“替代”。根据国信证券的行业研究报告,钠离子电池具有中低端能量密度、循环寿命尚有提升潜力、成本可塑空间大的特点,使其有望成为锂离子电池应用场景的补充。钠离子电池和锂离子电池形成互补关系,各自满足不同细分市场的应用需求,但未来有望替代铅酸电池。

记者发现,今年下半年以来,企业在钠离子电池方面的布局不断。今年6月份,中科海钠宣布与华阳集团共同建设年产2000吨的钠离子电池正负极材料生产基地。同月,由中科院物理所和中科海钠联合推出的全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统,在山西太原综改区正式投入运行。8月23日,山东章鼓表示,其参股公司艾诺冈锂/钠离子电池生产线已经可以进行量产,钠离子电池仅作为部分锂离子电池的补充,并且与锂离子电池共线生产。

宁德时代研发的第一代钠离子电池,其电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在-20°C低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上;热稳定性远超国家强标的安全要求。可以看出,钠离子电池在低温性能及快充方面优于磷酸铁锂电池,能量密度略低于磷酸铁锂电池,特别是在高寒地区高功率应用的场景。

行业人士普遍认为,发展钠离子电池有助于降低整个新能源产业链成本,政策和技术的加持,有助于钠离子电池商业化进程加速。粤资基金研究员任涛表示,从高、低温环境下的稳定性、安全性等角度看,钠离子电池在储能等领域有较大潜力。

商业化应用还需一个过程

有关部门将统筹支持钠离子电池发展

方建华提到,钠离子电池和无钴电池一样,涉及到电池材料的变革,不会影响整个动力电池产线,更不会对动力电池现有体系造成很大冲击。“尽管钠离子电池在技术上有了进步,在细分市场比如储能、工业领域里可能会应用,但其要健全供应链、成本下降,还需要一个过程。”方建华说。

据宁德时代研究院副院长黄起森介绍,在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容,产线可进行快速切换,完成产能快速布局。目前,宁德时代已经启动钠离子电池产业化布局,下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg,2023年形成基本产业链。宁德时代愿意与相关研究机构、上游材料供应商和下游电池应用端一起,共同加速钠离子电池产业链的完善和发展。

据悉,科技部将在“十四五”期间实施“储能与智能电网技术”重点专项,将钠离子电池技术列为子任务,以进一步推动钠离子电池的规模化、低成本化,提升综合性能。

此外,工信部还提到,将支持钠离子电池加速创新成果转化,支持先进产品量产能力建设。同时,根据产业发展进程适时完善有关产品目录,促进性能优异、符合条件的钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等领域加快应用;通过产学研协同创新,推动钠离子电池全面商业化。工信部还将组织有关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定;梳理能源电子产业链,统筹资源支持锂离子电池、钠离子电池等新型储能电池发展。

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