智库视点|钠离子电池即将进入量产和规模化应用阶段
锂离子电池能量密度和充放电性能良好,是现阶段消费电池和动力电池的主流选择。钠离子电池研发起步较早,由于正极材料技术瓶颈的限制,其应用速度远落后于锂离子电池。近年来,随着锂离子电池对锂资源的依赖以及生产成本等问题逐渐凸显,具备丰富资源储备和优异电化学性能的钠离子电池引起众多科研院所和龙头企业的关注。相关技术问题正逐步突破,产品的研发和推广进度不断加快,钠离子电池的商业化应用开始提速。
| 钠离子电池具备资源丰富和成本较低等优势
与锂离子电池类似,钠离子电池的主要构成包括正极、负极、隔膜、电解液和集流体,依靠Na+在正负极之间的嵌入和脱出来实现电能的存储和释放。与锂离子电池相比,虽然钠离子电池在能量密度和充电速度等方面有一定劣势,但在资源储量、生产成本、稳定性等几个方面具备天然优势。首先,钠资源的地壳丰度是锂资源的423倍,全球分布较为均衡,且钠离子电池正极不需要使用钴、镍等稀有金属,降低了对原材料资源的依赖程度。其次,钠离子电池正极材料可采用锰酸钠、磷酸铁钠等较为廉价的化合物,集流体可采用价格较低的铝箔,因此钠离子电池的最终成本可较锂离子电池下降30%~40%。此外,钠离子电池电化学稳定性较好,不易燃烧、爆炸,低温环境适应性好,热失控温度更高,使用、存储和运输的整体安全性较高。
| 钠离子电池在储能等领域具备广阔的应用空间
钠离子电池在储能、电动车等领域具有多种潜在应用场景。在储能领域,相对于液流电池等其他新型储能电池,钠离子电池具有相对较高的能量密度和充放电效率,能够广泛应用在太阳能板、风力发电等可再生能源系统以及基站储能和家庭储能等领域。在电动车领域,钠离子电池可替代铅酸电池和磷酸铁锂电池,应用于短途出行的A00级乘用车、物流配送车、低速电动车、电动自行车等,提高车辆的性价比和安全环保性。此外,钠离子电池还可用于电动船舶、便携式设备、航空航天等领域,在特定环境下具备较好的稳定性和可靠性。
目前,钠离子电池正处于产业化的关键阶段,一些行业企业已从钠离子电池的实验室研发阶段开始向商业化应用进阶。随着储能市场的持续增长以及电动汽车的技术路线多元化,钠离子电池将快速进入量产阶段,市场应用规模也将不断扩大。
(文/国研智库未来产业发展研究中心 吴鹏飞)