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鈉離子電池將取代鋰離子電池？

時(shí)間:2021-07-20 18:51來(lái)源:福卡智庫(kù) 作者:綜合報(bào)道

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6月28日，全球首套1MWh鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在山西太原正式投入運(yùn)營(yíng)。鈉離子電池將取代鋰離子電池的呼聲不絕于耳。

鈉離子電池為何如此受關(guān)注？

鈉離子電池如此受關(guān)注，就在于鈉離子有可能替代鋰離子電池，從而規(guī)避“鋰”將成為中國(guó)又一可能“卡脖子”材料的局面。

首先，鋰資源儲(chǔ)量非常有限。

目前全球探明的可供開(kāi)采的鋰資源儲(chǔ)量?jī)H能滿足14.8億輛電動(dòng)汽車(chē)的供電需求。而我國(guó)在2020年機(jī)動(dòng)車(chē)保有量就已達(dá)3.72億輛。盡管目前由于我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)占比較低，并未顯露資源的壓力，但隨著保有量進(jìn)一步攀升，鋰資源供應(yīng)的隱患將日益凸顯。

其次，中國(guó)鋰資源非常有限，很容易被卡脖子。

從全球分布來(lái)看，澳洲鋰礦占50%，南美鹽湖占40%，中國(guó)的鹽湖和礦山共計(jì)10%。其中，鹽湖開(kāi)采更為容易，成本低廉，但主要分布于南美洲智利、阿根廷和玻利維亞的三國(guó)交接處。目前，中國(guó)鋰鹽生產(chǎn)超過(guò)60%的鋰原料需要進(jìn)口，對(duì)外依存度較高。由此，南美形勢(shì)直接影響著鋰資源未來(lái)的供應(yīng)情況，也讓中國(guó)陷于被動(dòng)局面。

相較之下，鈉資源的地殼豐度是鋰資源的423倍，這就為鈉離子電池的發(fā)展帶來(lái)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

此外，鈉離子電池還具備幾大優(yōu)勢(shì)：

其一，成本優(yōu)勢(shì)明顯。

鈉資源分布廣泛，因此價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋰資源，僅為后者的1.33%；鈉不會(huì)和鋁發(fā)生反應(yīng)，電池的正負(fù)極集流體都可以使用更便宜的鋁箔，這可以進(jìn)一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；鈉離子電池的正極可采用廉價(jià)的過(guò)渡金屬，這使得其成本比鋰離子電池有所降低。據(jù)專(zhuān)家計(jì)算，鈉離子電池最終的成本可以比鋰離子電池少30%-40%。

其二，安全性更高。

全球鋰電池起火事故頻出，電動(dòng)汽車(chē)起火事件不斷，儲(chǔ)能電站起火也時(shí)有發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2011-2021年間，全球共發(fā)生32起儲(chǔ)能電站起火爆炸事故，其中，日本1起、美國(guó)2起、比利時(shí)1起、中國(guó)3起、韓國(guó)24起。

而鈉離子電池的電化學(xué)性能相對(duì)穩(wěn)定，使用過(guò)程中較鋰離子電池會(huì)更加安全。目前，鈉離子電池已通過(guò)中汽中心的檢測(cè)，針刺時(shí)不冒煙、不起火、不爆炸，經(jīng)受短路、過(guò)充、過(guò)放、擠壓等實(shí)驗(yàn)，鈉離子電池也不起火燃燒。

國(guó)際發(fā)展情況

鈉離子電池已成為很多發(fā)達(dá)國(guó)家的戰(zhàn)略方向。2020年，美國(guó)能源部明確將鈉離子電池作為儲(chǔ)能電池的發(fā)展體系。歐盟儲(chǔ)能計(jì)劃“電池2030”項(xiàng)目將鈉離子電池列在非鋰離子電池體系的首位。歐盟“地平線2020研究和創(chuàng)新計(jì)劃”更是將“鈉離子材料作為制造用于非汽車(chē)應(yīng)用耐久電池的核心組件”重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。

從企業(yè)發(fā)展角度，截至2020年，國(guó)內(nèi)外有近二十家企業(yè)對(duì)鈉離子電池進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化布局。國(guó)外企業(yè)主要有英國(guó)Faradion、美國(guó)Natron Energy、美國(guó)Aquion Energy、法國(guó)NAIADES計(jì)劃團(tuán)體、法國(guó)Timat、日本岸田化學(xué)、松下、三菱等國(guó)際企業(yè)；中國(guó)企業(yè)主要有中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源、星空鈉電等。

短板難突破

然而，也有專(zhuān)家認(rèn)為，鈉離子電池并非新技術(shù)，相關(guān)研究起步較早且已有實(shí)際應(yīng)用，不存在所謂“突破性”創(chuàng)新，更多是技術(shù)的迭代。

多年來(lái)鈉離子電子發(fā)展緩慢，除了技術(shù)因素，主要源于其較低的能量密度。目前，市場(chǎng)上鈉電池的電芯能量密度普遍為100-150Wh/kg。而主流的車(chē)規(guī)級(jí)動(dòng)力電池中，三元鋰電池的電芯能量密度已經(jīng)能達(dá)到250Wh/kg左右；磷酸鐵鋰電池的電芯能量密度稍低，但也有180Wh/kg左右。

因此，如何突破短板將是未來(lái)鋰電子電池發(fā)展的關(guān)鍵。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：鈉離子電池鋰離子電池

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