新型儲能技術可有效克服可再生能源發(fā)電的間歇性,有助于提高能量利用效率,有助于“雙碳”目標實現(xiàn)。鋰離子電池作為新能源汽車的關鍵部件,價格大幅上漲。
鋰電池上游原材料價格上漲,鈉離子電池替代需求擴大。鈉離子電池既不含鋰也不含鈷,也不需要銅。業(yè)內(nèi)人士介紹,鈉離子電池價格相對較低,且鈉資源儲量豐富,有望在小微型電動汽車領域部分替代磷酸鐵鋰電池。
2021年,國家發(fā)改委、國家能源局《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》(以下簡稱“意見”)指出,新型儲能是支撐新型電力系統(tǒng)的重要技術和基礎裝備。意見提出,堅持儲能技術多元化,加快鈉離子電池等技術開展規(guī)?;囼炇痉?。
來源:視覺中國
何為鈉離子電池?
鈉離子電池,即依靠鈉離子在正極和負極之間移動來進行充電和放電,主要由正負極材料、電解質(zhì)、隔膜和正負極外殼構成。
鈉離子電池與鋰離子電池工作原理類似,充電時,鈉離子從正極脫出經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極,同時電子的補償電荷經(jīng)外電路供給到負極,保證正負極電荷平衡。放電時則相反,鈉離子從負極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極。利用鈉離子在正負極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電。
鈉離子電池的分類主要包括鈉硫電池、鈉鹽電池、鈉空氣電池、有機系鈉離子電池、水系鈉離子電池。
鈉硫電池:負極為熔融液態(tài)金屬鈉,正極為單質(zhì)硫,鈉硫電池的比能量較高。
鈉鹽電池:負極為液態(tài)鈉,正極為金屬氯化材料。
鈉空氣電池:正極通常采用多孔材料,由于材料中孔洞的存在不僅為氣體的擴散提供通路,同時也為電極反應提供場所。
有機系鈉離子電池:負極由硬碳或者可嵌鈉材料組成,正極材料過渡金屬氧化物、聚陰離子類材料等。
水系鈉離子電池:與有機系電解質(zhì)電池相比,電解質(zhì)不同,因而水系比有機系電解質(zhì)安全性能高。
鈉離子電池的優(yōu)勢是什么?
鈉的儲量豐富,成本低。
集流體均為成本較低的鋁箔。
安全性高:過充、過放、短路,不起火不爆炸。
高低溫性能優(yōu)異。
雙極性電池:能量密度更高,單體電芯電壓高。
低鹽濃度電解液,可選擇范圍廣。
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀如何?
鈉離子電池是一個新興的產(chǎn)業(yè),它還需要更多的研發(fā)才能商業(yè)化。國內(nèi)有多家企業(yè)在鈉離子電池領域早有布局,并且在政策支持和高校、研究機構的探索下,鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化的步伐正在加速。相關研究人員認為,鈉離子電池處于產(chǎn)業(yè)化初期,中短期內(nèi)承擔補充鋰電池的角色。長期看,隨著能量密度的提升,有望在鋰電池主流應用領域?qū)α姿徼F鋰電池形成部分替代。
責任編輯:胡惠雯