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注？
 
       鈉離子電池如此受關注，就在于鈉離子有可能替代鋰離子電池，從而規避“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展帶來無可比擬的優勢。
 
      此外，鈉離子電池還具備幾大優勢：
 
      其一，成本優勢明顯。
 
      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%；鈉不會和鋁發生反應，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生。據不完全統計，2011-2021年間，全球共發生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性能相對穩定，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。
 
      國際發展情況
 
      鈉離子電池已成為很多發達國家的戰略方向。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研究和創新計劃”更是將“鈉離子材料作為制造用于非汽車應用耐久電池的核心組件”重點發展項目。
 
      從企業發展角度，截至2020年，國內外有近二十家企業對鈉離子電池進行產業化布局。國外企業主要有英國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、松下、三菱等國際企業；中國企業主要有中科海鈉、鈉創新能源、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，相關研究起步較早且已有實際應用，不存在所謂“突破性”創新，更多是技術的迭代。
 
      多年來鈉離子電子發展緩慢，除了技術因素，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。而主流的車規級動力電池中，三元鋰電池的電芯能量密度已經能達到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展的關鍵。
 
(責任編輯：子蕊)
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