鈉離子電池,正在開辟儲能新市場

時間:2024-03-07

來源:電子發(fā)燒友

導(dǎo)語:目前的鋰離子電池正在迅猛發(fā)展,具有較高的比能量、比功率、充放電效率和輸出電壓,且壽命較長、自放電小,是一種理想的儲能技術(shù),鋰電池也成為當(dāng)下電子設(shè)備和新能源汽車中的主流技術(shù)。

  通常我們生活中使用的電器中的電池基本都算鋰離子電池,儲能產(chǎn)品中也不例外。但鋰離子還存在著一些缺點(diǎn),如成本較高以及安全性問題等,相比之下,鈉離子儲量豐富,成本低,安全性高,也便于運(yùn)輸。而這種新型電池正在儲能市場中悄然發(fā)出新的能量。

  鈉離子電池的優(yōu)勢

  目前的鋰離子電池正在迅猛發(fā)展,具有較高的比能量、比功率、充放電效率和輸出電壓,且壽命較長、自放電小,是一種理想的儲能技術(shù),鋰電池也成為當(dāng)下電子設(shè)備和新能源汽車中的主流技術(shù)。

  但由于鋰離子資源較為稀缺,有數(shù)據(jù)顯示,全球范圍內(nèi)鋰資源分布非常不均衡,有70%分布在南美洲,中國的鋰資源其實(shí)只占到全球的6%。雖然近幾年鋰礦價(jià)格一直在降低,但資源的稀缺卻一直擺在整個產(chǎn)業(yè)的面前。

  尋找一個不是稀有資源、成本較低的儲能電池技術(shù),成為當(dāng)下產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向,而鈉離子電池正成為其中的方向之一。

  相比鋰電池,鈉電池的材料成本較低,因?yàn)殁c是地殼中豐富的元素,相對于鋰來說更容易獲取,這也意味著鈉電池的成本更低,通常而言鈉離子電池的成本比鋰電池低30%-40%。并且鈉電池的化學(xué)性質(zhì)更為穩(wěn)定,內(nèi)阻較高,這使得它們在安全性方面具有一定的優(yōu)勢,同時鈉電池可以完全放電至0V再進(jìn)行運(yùn)輸,這降低了運(yùn)輸過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

  與此同時,2023年鈉電池便已經(jīng)進(jìn)入到了兩輪電動車行業(yè)當(dāng)中,包括雅迪、新日、臺鈴等品牌都相繼發(fā)布了鈉電池的電動車,并且已經(jīng)開始上市銷售。如果推廣使用鈉電池的兩輪車,至少在兩輪車安全上會有較大的提升。

  雖然普通的鉛酸電池雖然安全穩(wěn)定性能較好,但壽命較短,大概只有2-3年時間,而鋰電池壽命則在5-6年左右,鈉電池的壽命可以達(dá)到10年以上。原因在于鈉離子的半徑較大,它們在電極材料中的擴(kuò)散速度較慢,這反而減少了電極材料的疲勞損傷,從而使得鈉離子電池在循環(huán)使用中能保持較長的壽命。這種長壽命的特性也讓鈉離子電池在需要長期穩(wěn)定運(yùn)行的能源存儲系統(tǒng)中具有潛在優(yōu)勢。

  鈉電池在儲能上的突破

  在國家發(fā)展改革委、國家能源局2022年印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》中,鈉離子電池技術(shù)是新型儲能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點(diǎn)方向之一。

  內(nèi)業(yè)人士也認(rèn)為,2023年被稱為鈉電池量產(chǎn)化的元年,未來在兩三輪電動車、家庭儲能、工商業(yè)儲能、新能源汽車等多個細(xì)分領(lǐng)域,鈉電池都將成為鋰電池的有力補(bǔ)充。

  近期,江淮釔為首款鈉電池量產(chǎn)車正式交付,成為全球首款鈉電池量產(chǎn)車型,資料顯示,這款車型采用了中科海鈉提供的鈉離子圓柱電芯,并搭載了江淮釔研發(fā)的蜂窩電池結(jié)構(gòu),具備永不自燃的安全特性。

  而在2023年,寧德時代第一代鈉離子電池電芯首發(fā)落地,該款電信在常溫下充電15分鐘,即可充滿80%以上電量,不僅成本更低,產(chǎn)業(yè)鏈也將實(shí)現(xiàn)自主可控。

  而在國內(nèi)大港油田,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了酸鐵鈉電池儲能先導(dǎo)試驗(yàn)電站并網(wǎng)投運(yùn),這個電站由1個電池艙和1個升壓一體艙構(gòu)成,具有削峰填谷、應(yīng)急保障等多重功能,設(shè)計(jì)使用壽命12年。從實(shí)現(xiàn)結(jié)果來看,該實(shí)驗(yàn)電站累計(jì)充放電180余次,系統(tǒng)綜合轉(zhuǎn)換效率達(dá)85.5%,整體運(yùn)行平穩(wěn)。

  有機(jī)構(gòu)測算,預(yù)計(jì)到2030年,全球儲能的需求量將達(dá)到1.5太瓦時(TWh)左右,這將為鈉離子電池留出廣闊的市場空間。

  小結(jié)

  隨著鈉離子電池的快速發(fā)展,已經(jīng)開始在兩三輪電動車、家庭儲能、工商業(yè)儲能、新能源汽車等多個細(xì)分領(lǐng)域嶄露頭角,并成為鋰離子電池的有利補(bǔ)充。由于其成本低、壽命長、安全性高等特性,也將在未來得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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