随着人们对高性能、低成本电池技术的迫切需求日益显现,钠离子电池凭借其充电时间短、能量密度高、成本低廉和可循环性等显著优势,正越来越受到市场的追捧。
2024年以来,钠离子电池产业化进程加快,多个相关项目已取得量产或取得新突破。据统计,今年上半年,我国约有15个钠离子电池项目发布新动态,包括7个项目新签约,4个项目开工,以及4个项目处于审批、环评公示、备案和试生产状态,15个项目总规划产能约68.5GWh。
全球首个无阳极钠固态电池问世
据《科技日报》报道,芝加哥大学普利兹克分子工程教授 Y. Shirley Meng 的能源存储和转换实验室成功研发了世界上首个无负极钠固态电池,这一成果已于7月3日发表在《自然-能源》杂志上。
论文第一作者、美国加州大学圣迭戈分校格雷森·戴伊谢尔指出,在无阳极电池设计中,电解质与集电器之间需保持有效接触。虽然液体电解质能够自由流动,可以实现有效接触,但固体电解质却无法做到。并且,液体电解质在消耗活性材料的同时,会产生固体电解质界面堆积物,这会降低电池性能。
为克服这一挑战,研究团队另辟蹊径,开发了一种新型钠电池架构:即采用具有类似液体流动性的固体铝粉作为集电器的材料。在电池组装过程中,铝粉在高压下变得致密,形成固体集电器,同时与电解质保持类似液体的接触,从而实现低成本、高效率的充放电循环。
研究团队认为,新开发的钠电池结构稳定,可循环数百次。通过去除阳极并采用成本低廉、资源丰富的钠元素替代锂,这种新型电池的制造将更经济实惠、更环保。其创新的固态设计也确保了电池的高安全性。
作为储能界及两轮车换电的“新秀”,钠离子电池凭借丰富的储量、低成本、高安全性能等优势脱颖而出。据了解,钠离子电池在工作原理和制造工艺上与锂离子电池相似。虽然钠离子电池的能量密度不如锂离子电池,但在成本、低温性能、快速充电能力和热稳定性方面表现出色。
业内人士普遍认为,钠离子电池对于电池能量密度要求不高的大规模储能领域而言,是一项极有前途的技术。据《中国钠离子电池产业技术路线图》预测,到2024年,我国钠离子电池需求量将达11.9GWh,出货量有望突破1GWh。到2026-2030年,全球钠离子电池需求量预计分别达到110GWh、520GWh。其中,到2026年,储能、两轮车和A00级汽车对钠离子电池的需求量将达到82GWh、16GWh、17GWh。
多家公司透露钠电池布局进展
值得关注的是,钠电池在产业化应用方面,取得了以下突破:
1月5日,江淮汽车集团旗下新能源汽车品牌江淮钇为正式向用户交付全球首款钠电池量产车型。
3月20日,雅迪联合美团主办“深圳市外卖电动车钠离子电池换电试点启动会”,会上,雅迪宣布将在深圳首次开展外卖用车钠离子电池换电试点工作。
5月11日,我国首个大容量钠离子电池储能电站——伏林钠离子电池储能电站在广西南宁建成并投入使用。
6月30日,大唐湖北100MW/200MWh钠离子新型储能电站科技创新示范项目一期投运,投产规模为50MW/100MWh,是目前全球最大的钠离子电池储能电站。
近期,部分上市公司在互动平台透露钠电池布局进展:
南都电源表示,公司开发的钠离子电池具有高稳定的钠电正极和高压实硬炭负极,能量密度达到140Wh/kg,循环寿命可达3000次,支持5C充放电和-40℃极寒环境,并已具备量产能力。
科翔股份的钠离子电池业务正在稳步推进,钠离子电池样品的测试和小型试生产线的建设工作正在持续进行中。
德创环保的钠电负极材料于5月进行了两次小试烧结实验,首次扣电半电池容量在280mAh/g,二次的正在测试阶段。
普路通的控股子公司普钠时代在2023年成功研发并销售了钠离子电池18650等型号的电芯,研发中心也在去年在珠海成立,目前更高性能、更高倍率的产品正在研发中。
圣阳股份有对钠离子电池进行技术储备和相关研究,目前公司已完成钠离子电池小批试制,尚未批量化应用。
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