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鈉離子電池儲能市場的分析

來源:鉅大LARGE    2019-06-09    點擊量:111

鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg,可與磷酸鐵鋰電池相媲美,但是其成本優勢明顯,有望在大規模儲能取代鉛酸電池。低成本鈉離子電池有望在低速電動車、電動船、家庭儲能、電網儲能等領域獲得應用。

什么是鈉離子電池?

鈉離子電池是一種二次電池(充電電池),主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作,與鋰離子電池工作原理相似。在充放電過程中,Na+在兩個電極之間往返嵌入和脫出:充電時,Na+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極;放電時則相反。

由于地球上鈉元素資源豐富,鈉離子電池與鋰離子電池有類似的工作機理,都是通過離子的嵌入和脫出實現其儲能過程,鈉離子電池有望成為未來大規模儲能應用的電化學儲能器件,成為目前電化學能源工程研究的熱點。

鈉離子電池在儲能領域很有潛力

此前,由于鋰離子電池在手機等電子產品方面的大規模應用,推動了鋰離子電池業的快速發展。此后,由于特斯拉的帶動,鋰離子電池又逐步進入動力領域。也正是由于鋰離子電池業的快速發展,電化學儲能選擇了鋰離子電池技術。

鋰電池安全性相對不高,且鋰電池燃燒后產生的有機氣體也會破壞環境、造成安全風險。相對而言,鈉離子電池在資源方面更容易得到,鈉系電池的幾條技術路線,安全性相對鋰電也要高得多,電池的環保性也比鋰電要高。因此這一技術在儲能領域很有潛力。

如今,鈉離子電池應用示范項目已在上海超碳中心落地,通過這個示范工程,今后將更加有利于鈉離子電池大規模地應用于電力儲能領域,結合智能電網服務于百姓。未來3至5年內,鈉離子的產業化能夠大規模的實現,整個儲能市場前景相當美好。

據悉,從資源和成本的角度出發,鈉離子電池被認為是人類目前最有可能用作大規模儲能的電池體系。對于鈉離子電池的開發,現在美國,英國,日本等各國都處于小試階段,真正意義上的鈉離子電池大規模生產尚無報道。

2019年3月29日,中科海鈉科技有限責任公司自主研發的30kW/100kWh鈉離子電池儲能電站在江蘇省溧陽市成功示范運行。未來可能將鈉離子電池應用到大規模的儲能,目前已知的鈉離子電池正極材料或多或少都會存在一定的問題,尋找新的具有高能量密度和功率密度的鈉離子電池正極材料,才是提高鈉離子電池性能的重要途徑,也是使鈉離子電池早日應用到大規模儲能的關鍵。

相對而言,鈉離子電池在資源方面更容易得到,鈉系電池的幾條技術路線,安全性相對鋰電也要高得多,電池的環保性也比鋰電要高。

鈉離子電池在儲能中的優勢

鈉離子電池優勢一:性價比高

鈉離子電池的配件相應的比鋰離子電池要便宜,另外鈉的化合物可以作為電極材料,這也是降成本的一個主要方向。鈉鹽原材料儲量豐富,價格低廉,采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料,原料成本降低一半。

鈉離子電池優勢二:鈉離子電池無過放電特性

由于鈉離子電池無過放電特性,允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg,可與磷酸鐵鋰電池相媲美,但是其成本優勢明顯,有望在大規模儲能中取代傳統鉛酸電池。

鈉離子電池優勢三:可以沿用現有的生產工序

鈉離子電池的工作機制與鋰電池相同,電池企業的現有生產設備可以直接用來生產鈉離子電池。因為基本不需要設備投資,所以各家企業容易將其作為替代電池開展生產。

以上就是鈉離子儲能電池的介紹,鈉離子電池有望于2020年前投入量產。在正常的充放電情況下,鈉離子在正負極間的嵌入脫出不破壞電極材料的基本化學結構。從充放電可逆性看,鈉離子電池反應是一種理想的可逆反應。因此,發展針對于大規模儲能應用的鈉離子電池技術具有重要的戰略意義。

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