繼成功切入二輪車和動力汽車領域后,鈉離子電池應用再次迎來重大突破。
5月11日,我國首個大容量鈉離子電池儲能電站在廣西南寧投運,裝機規模達10MWh。這是國家“百兆瓦時級鈉離子電池儲能技術”項目示范工程的一期工程,也是鈉電池儲能技術首次實現規模化應用。
雙碳背景下,以電化學儲能為代表的新型儲能迅速崛起。國家能源局數據顯示,截至2023年底,鋰離子電池儲能占已投運電池儲能的97.4%,占絕對主導地位。
鈉電池作為后來者,上行空間廣闊。我國2022年將鈉電池列入《“十四五”能源領域科技創新規劃》,2023年工信部等六部門發文明確“加快研發鈉離子電池等新型電池”。業內機構預測,2030年鈉電池在儲能領域的滲透率將超20%,出貨量將達420GWh。
鈉電池緣何能異軍突起,成功在鋰電霸權下點燃星星之火?
在動力汽車和新型儲能兩大下游市場需求旺盛的情況下,鋰電池存在原料供應不足、很多關鍵材料并未實現全國產化,對外依賴度高的問題,供需失衡導致成本居高,很難支撐起市場的可持續快速發展。同時,易出現熱失控引發安全事故、極端環境下性能縮水等技術瓶頸也制約了鋰電池的應用空間。
鈉電池的出現,彌補了鋰電池的不足。其原料儲量豐富、便于提取,是成本最低的電化學儲能技術,專家表示“鈉離子電池進入規模化發展階段,成本造價可降低20%至30%”。性能方面,鈉電池快充和倍率性能好,充放電速度快;安全性好于鋰電池,在過沖過放、短路、針刺等測試中能做到不起火、不爆炸;高低溫性能優異,可在-40℃-80℃的寬溫閾下正常工作,從容應對儲能可能出現的極寒酷暑等極端環境。
鈉電未來可期,但能量密度和循環壽命存在短板,負極性能的提升成為鈉電池突破的關鍵。
目前鈉電負極材料研究方向主要有無定型碳材料、合金類材料、金屬氧化物以及有機化合物。無定型碳中的硬碳來源廣泛、儲鈉能力強,成為鈉電廠商的負極首選材料。
圖:華明勝硬碳負極(顆粒)
在硬碳制備技術不斷迭代下,鈉電池與鋰電池在容量上的差距正逐步縮小。華明勝推出的PHC300/RHC330/RHC350三款硬碳負極材料,容量從300mAh/g至350mAh/g不等,首次效率超92%。新型儲能作為鈉電池未來發展方向之一,是華明勝重點關注的市場領域,目前正在加速推進硬碳負極材料核心技術攻關。