鈉離子電池將取代鋰離子電池？

時間:2021-07-20 18:51來源:福卡智庫 作者:綜合報道
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       6月28日，全球首套1MWh鈉離子電池儲能系統(tǒng)在山西太原正式投入運營。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”將成為中國又一可能“卡脖子”材料的局面。
 
       首先，鋰資源儲量非常有限。
 
       目前全球探明的可供開采的鋰資源儲量僅能滿足14.8億輛電動汽車的供電需求。而我國在2020年機動車保有量就已達3.72億輛。盡管目前由于我國電動汽車占比較低，并未顯露資源的壓力，但隨著保有量進一步攀升，鋰資源供應(yīng)的隱患將日益凸顯。
 
       其次，中國鋰資源非常有限，很容易被卡脖子。
 
       從全球分布來看，澳洲鋰礦占50%，南美鹽湖占40%，中國的鹽湖和礦山共計10%。其中，鹽湖開采更為容易，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交接處。目前，中國鋰鹽生產(chǎn)超過60%的鋰原料需要進口，對外依存度較高。由此，南美形勢直接影響著鋰資源未來的供應(yīng)情況，也讓中國陷于被動局面。
 
      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)展帶來無可比擬的優(yōu)勢。
 
      此外，鈉離子電池還具備幾大優(yōu)勢：
 
      其一，成本優(yōu)勢明顯。
 
      鈉資源分布廣泛，因此價格遠遠低于鋰資源，僅為后者的1.33%；鈉不會和鋁發(fā)生反應(yīng)，電池的正負極集流體都可以使用更便宜的鋁箔，這可以進一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；鈉離子電池的正極可采用廉價的過渡金屬，這使得其成本比鋰離子電池有所降低。據(jù)專家計算，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，電動汽車起火事件不斷，儲能電站起火也時有發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計，2011-2021年間，全球共發(fā)生32起儲能電站起火爆炸事故，其中，日本1起、美國2起、比利時1起、中國3起、韓國24起。
 
      而鈉離子電池的電化學(xué)性能相對穩(wěn)定，使用過程中較鋰離子電池會更加安全。目前，鈉離子電池已通過中汽中心的檢測，針刺時不冒煙、不起火、不爆炸，經(jīng)受短路、過充、過放、擠壓等實驗，鈉離子電池也不起火燃燒。
 
      國際發(fā)展情況
 
      鈉離子電池已成為很多發(fā)達國家的戰(zhàn)略方向。2020年，美國能源部明確將鈉離子電池作為儲能電池的發(fā)展體系。歐盟儲能計劃“電池2030”項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)新計劃”更是將“鈉離子材料作為制造用于非汽車應(yīng)用耐久電池的核心組件”重點發(fā)展項目。
 
      從企業(yè)發(fā)展角度，截至2020年，國內(nèi)外有近二十家企業(yè)對鈉離子電池進行產(chǎn)業(yè)化布局。國外企業(yè)主要有英國Faradion、美國Natron Energy、美國Aquion Energy、法國NAIADES計劃團體、法國Timat、日本岸田化學(xué)、松下、三菱等國際企業(yè)；中國企業(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，也有專家認為，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，市場上鈉電池的電芯能量密度普遍為100-150Wh/kg。而主流的車規(guī)級動力電池中，三元鋰電池的電芯能量密度已經(jīng)能達到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鋰電子電池發(fā)展的關(guān)鍵。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
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