本刊記者/李沖
鋰電熱潮之下,鈉離子電池悄然興起,或成為下一代新能源電池的代表。
2021年7月末,寧德時代發(fā)布第一代鈉離子電池,將鈉離子電池的產業(yè)化進程往前再推一步,在行業(yè)內掀起軒然大波。
2022年6月,中科海鈉1MWh鈉離子電池光儲充智能微網系統(tǒng)在山西太原投入使用;10月12日,多氟多在互動平臺上表示,公司鈉離子電池已有小批量成品下線。這無不在向大眾宣告:鈉離子電池大規(guī)模產業(yè)化生產即將到來。
不僅如此,目前,能源行業(yè)上下游企業(yè)正摩拳擦掌,亟待鈉離子電池的具體產品問世,改變如今鋰電獨大的現狀,打開鈉離子電池的市場。
隨著全球能源轉型節(jié)奏加快,可充電的二次電池重要性日益凸顯。在此背景下,鋰離子電池在一眾電池中脫穎而出。隨之而來的,是鋰離子電池原材料價格的飛速上升。
據統(tǒng)計顯示,今年8月底,電池級碳酸鋰的價格已漲至49.2萬元/噸,近乎是去年年初價格的10倍,且可能全年維持高位。面對市場供不應求、成本不斷上升的現狀,尋求成本低、與鋰離子電池功能相似的替代電池成為業(yè)內心照不宣的發(fā)展方向。
眾所周知,除了市場溢價外,鋰離子電池原料價格居高不下的重要原因是國內資源少,80%的碳酸鋰從澳洲進口。但鈉的情況截然相反。“它在地殼當中的含量非常豐富,成本低,容易獲取?!敝袊茖W技術大學教授、博士生導師余彥在浦江論壇上指出,鈉資源地殼豐度高達2.75%,且全球到處都有分布,可以完美解決新能源電池的原料問題。
與此同時,從生產流程和工藝路線來看,鈉電池結構也與鋰電高度相似,這使得鈉離子電池在制作技術上與鋰離子電池有異曲同工之處。
“鈉離子(正極材料)生產工藝與鋰離子(工藝)90%相似,都是通過研磨使其納米化,通風干燥,燒結、粉碎,造?!墓に囘^程都是一樣的。”某國內頭部正極材料企業(yè)董事長在接受媒體采訪時表示,鋰電池正極廠商未來轉型鈉電池正極材料生產不存在技術上的難題。
在制作成本低、轉型技術難度小的加持下,鈉離子電池商業(yè)化的東風已吹到眼前。
鈉離子電池優(yōu)勢如此明顯,不禁使人產生這樣的疑問:未來,鈉離子電池能否完全取代鋰離子電池,在新能源電池領域獨占鰲頭?
答案顯然不能。與鋰離子電池相比,鈉離子電池在價格等方面存在絕對優(yōu)勢,但兩相對比之下,其缺點也十分明顯。
其中,最明顯的一點在于:鈉離子電池能量密度低,有專家表示,其能量密度僅能達到鋰離子電池的80%至90%。除此之外,鈉離子直徑大,成品重量稍重,同時充放電極易引起電極材料剝落,影響電池的壽命。
由此不難看出,未來兩種電池在市場應用方面的側重必定有所不同。在電池能量密度要求較高的領域,例如電動汽車、無人飛機、手機等,鋰離子電池會占據主導地位。在能量密度要求低的應用場合,如5G基站、數據中心、光伏、風能等新能源接入儲電系統(tǒng),鈉離子電池的優(yōu)勢更為明顯。
正如余彥在圓桌論壇上所說:“目前,鈉離子電池與鋰離子電池并非競爭關系,相反,鈉離子電池的出現彌補了鋰電池發(fā)展的不足。二者相互發(fā)展,才能更好地為‘雙碳’目標服務。”
當前,通過發(fā)展鈉離子電池技術,將會有效彌補風電和光伏發(fā)電的波動性、不穩(wěn)定性問題,促進能源系統(tǒng)的多元化與低碳化發(fā)展。