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從幕后走向臺前,鈉離子電池商業化路程還要走多遠?

來源:中國汽車報網 瀏覽次數:77 發布日期:2021-09-13

鈉離子電池正站上風口。

自寧德時代發布第一代鈉離子電池以來,行業內對鈉離子電池的關注逐漸升溫。此前,工信部經商科技部和財政部,對全國政協委員、江蘇無錫市副市長高亞光《關于在我國大力發展鈉離子電池的提案》回復稱,在“十四五”相關規劃等政策文件中將對鈉離子電池加強布局,從多個方面統籌引導鈉離子電池產業高質量發展。至此,鈉離子電池在行業內激起的水花越來越大。

從幕后走到臺前

鈉離子電池有望成為鋰離子電池的重要補充

鋰離子電池、鈉離子電池等新型電池被工信部描述為推動新能源產業發展的壓艙石。記者了解到,鈉離子電池有著與鋰離子電池相似的工作原理,主要通過鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移。然而,相較鋰離子,鈉離子體積較大,在材料結構穩定性和動力學性能方面要求更嚴苛,這也成為鈉離子電池遲遲難以商用的瓶頸。

根據天風證券的行業研究報告,截至2020年,全球已有二十多家企業致力于鈉離子電池的研發。國內的企業主要包括寧德時代、中科海鈉、鈉創新能源、鵬輝能源、欣旺達和山東章鼓。

寧德時代發布的鈉離子電池

鈉離子電池在行業內引起的熱度,起因則來自于寧德時代在7月底發布了第一代鈉離子電池,同時鋰鈉混搭電池包也首次亮相。在成果出來的背后,則是行業內對鈉離子電池的早期投入。國家科技成果轉化基金新能源汽車創業投資子基金合伙人兼總裁方建華在接受《中國汽車報》記者采訪時表示,行業內二三十年前就在研究鈉離子電池,它本身并不是新的產物。

記者了解到,此前工信部制定發布的《信息產業發展指南(2016-2020年)》,就提到要推動新型電池技術進步和創新升級,支持鈉離子電池、液流電池等新型電池產業發展。“十三五”期間,科技部更是通過國家重點研發計劃“智能電網技術與裝備”重點專項,對電池儲能相關技術進行了系統部署。其中,鈉基儲能電池技術作為重點支持方向之一,在“高安全長壽命和低成本鈉基儲能電池的基礎科學問題研究”等項目系列成果推動下進步顯著。

根據回復,工信部表示,預計未來隨著產業投入的加大,技術走向成熟、產業鏈逐步完善,高性價比的鈉離子電池有望成為鋰離子電池的重要補充,尤其是在固定式儲能領域將具有良好發展前景。私募排排網研究員劉文婷表示,工信部此舉無疑為鈉離子電池產業發展注入了一劑強心劑,讓市場對鈉離子電池的商業化前景充滿信心。

企業動作不斷

未來有望取代鉛酸電池

可以看到,對于鈉離子電池的出現,行業普遍認為,其對鋰離子電池的影響是“補充”而非“替代”。根據國信證券的行業研究報告,鈉離子電池具有中低端能量密度、循環壽命尚有提升潛力、成本可塑空間大的特點,使其有望成為鋰離子電池應用場景的補充。鈉離子電池和鋰離子電池形成互補關系,各自滿足不同細分市場的應用需求,但未來有望替代鉛酸電池。

記者發現,今年下半年以來,企業在鈉離子電池方面的布局不斷。今年6月份,中科海鈉宣布與華陽集團共同建設年產2000噸的鈉離子電池正負極材料生產基地。同月,由中科院物理所和中科海鈉聯合推出的全球首套1MWh鈉離子電池光儲充智能微網系統,在山西太原綜改區正式投入運行。8月23日,山東章鼓表示,其參股公司艾諾岡鋰/鈉離子電池生產線已經可以進行量產,鈉離子電池僅作為部分鋰離子電池的補充,并且與鋰離子電池共線生產。

寧德時代研發的第一代鈉離子電池,其電芯單體能量密度高達160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上;在-20°C低溫環境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統集成效率可達80%以上;熱穩定性遠超國家強標的安全要求。可以看出,鈉離子電池在低溫性能及快充方面優于磷酸鐵鋰電池,能量密度略低于磷酸鐵鋰電池,特別是在高寒地區高功率應用的場景。

行業人士普遍認為,發展鈉離子電池有助于降低整個新能源產業鏈成本,政策和技術的加持,有助于鈉離子電池商業化進程加速。粵資基金研究員任濤表示,從高、低溫環境下的穩定性、安全性等角度看,鈉離子電池在儲能等領域有較大潛力。

商業化應用還需一個過程

有關部門將統籌支持鈉離子電池發展

方建華提到,鈉離子電池和無鈷電池一樣,涉及到電池材料的變革,不會影響整個動力電池產線,更不會對動力電池現有體系造成很大沖擊。“盡管鈉離子電池在技術上有了進步,在細分市場比如儲能、工業領域里可能會應用,但其要健全供應鏈、成本下降,還需要一個過程。”方建華說。

據寧德時代研究院副院長黃起森介紹,在制造工藝方面,鈉離子電池可以實現與鋰離子電池生產設備、工藝的完美兼容,產線可進行快速切換,完成產能快速布局。目前,寧德時代已經啟動鈉離子電池產業化布局,下一代鈉離子電池能量密度將突破200Wh/kg,2023年形成基本產業鏈。寧德時代愿意與相關研究機構、上游材料供應商和下游電池應用端一起,共同加速鈉離子電池產業鏈的完善和發展。

據悉,科技部將在“十四五”期間實施“儲能與智能電網技術”重點專項,將鈉離子電池技術列為子任務,以進一步推動鈉離子電池的規模化、低成本化,提升綜合性能。

此外,工信部還提到,將支持鈉離子電池加速創新成果轉化,支持先進產品量產能力建設。同時,根據產業發展進程適時完善有關產品目錄,促進性能優異、符合條件的鈉離子電池在新能源電站、交通工具、通信基站等領域加快應用;通過產學研協同創新,推動鈉離子電池全面商業化。工信部還將組織有關標準研究機構適時開展鈉離子電池標準制定;梳理能源電子產業鏈,統籌資源支持鋰離子電池、鈉離子電池等新型儲能電池發展。

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