【原】鈉遜于鋰，為何吃香？

鈉電池雖然能量密度較低、穩(wěn)定性較差，但也有鋰電池不具備的優(yōu)勢。中科海鈉估算， 如果不考慮生產規(guī)模造成的差異，鈉電池材料的理論成本比鋰電池低 30%至 40%。在電池特性方面，鈉電池能夠適應更低溫度，不會有太多能量損耗。而鋰電池低溫性能不佳，在天氣寒冷時， 能量衰減明顯。鈉電池還支持快速充電，十多分鐘就能夠充電 90%。同時，鈉電池充放電時發(fā)熱量小，不容易出現熱失控導致電池起火。

與鋰離子電池的工作原理相似，鈉離子電池同樣是一種嵌脫式電池，借助 Na+ 的轉移來存儲和釋放電能。雖然鈉和鋰屬于同一主族元素，但鈉離子和鋰離子在理化性質上存在的差異，讓鈉離子電池在正負極材料、集流體和電解液上的選擇上與鋰電池不盡相同。

對于電極材料而言，鈉和鋰的價格直接決定了電極成本的差異，豐富的資源儲量和不受地域限制讓鈉的價格僅為鋰的數十分之一；同樣鋰離子電池所用的石墨類負極材料價格也遠高于鈉離子電池中使用的無定形碳類負極材料。
同時，鈉離子電池的正負電極均可使用鋁箔作為集流體，鋰離子電池負極集流體則須使用價格更為昂貴銅箔。而鋰離子電池所需的電解液溶度更高，也進一步抬高了鋰離子電池的成本。
相關研究表明，鈉離子電池的原材料成本約為 0.25 元 /Wh，磷酸鐵鋰電池的原材料成本超過 0.43 元 /Wh，鈉離子電池在原材料成本方面優(yōu)勢顯著。
此外，由于鈉離子電池的電阻高且能夠放電至 0V，因而在安全性與儲運方面也更有優(yōu)勢。

圖片來源于“電腦報”

儲能鈉電池可針對極端環(huán)境（如高熱、高寒、 高鹽腐蝕等）下的風能、太陽能等可再生能源發(fā)電 企業(yè)配套大容量、安全可靠的儲能系統(tǒng)；為載人潛 艇、陸軍戰(zhàn)車、水下平臺等提供動力，服務國防科 技事業(yè)；為第五代移動通信技術（5G）通信基站、 數據中心等室內用電大戶提供備用電源，為國家的 節(jié)能減排事業(yè)及“碳中和”戰(zhàn)略做出貢獻。儲能鈉 電池的應用領域為鋰離子電池技術提供有益補充， 其主要的應用場景如下。

近年來，為應對全球氣候變化，可再生能源 發(fā)電系統(tǒng)激增，但由于可再生能源具有隨機性、 間歇性特點，若將可再生能源所產生的電能全部 直接接入電網，會對電網產生很大沖擊。因此，高效便捷的電網儲能裝備成為必需品。二次電池是能夠部署在家庭、城市和電網端 的大規(guī)模能源存儲裝置，現有的二次電池技術以 鋰離子電池和鉛酸電池為主導。盡管鋰離子電池 在電動汽車和便攜式電子設備等傳統(tǒng)市場上表現 出色，但由于其存在成本高、安全性低和使用壽 命不足問題，在大規(guī)模電網存儲中部署仍然面臨 阻力。因此，發(fā)展低成本、高性能以及安全性好 的替代方案成為電網儲能的迫切需要。發(fā)展鈉離 子電池可以減少或避免鋰、鈷和鎳等昂貴元素的 使用，降低儲能成本。因而鈉離子電池在電網儲 能領域具有相當競爭力，是鋰離子電池的“優(yōu)秀 替代品”，有望成為二次電池技術的新貴。

隨著全球大規(guī)模儲能產業(yè)飛速發(fā)展，伴隨眾多電化學儲能技術的涌現，作為鋰離子電池 技術的重要補充，鈉離子電池將憑借其獨特優(yōu)勢 在儲能領域開拓出廣闊的用武之地。預計 2025 年， 國內鈉離子電池市場空間可超 500 億元。

（a）日本50 MW/300 MWh鈉硫電池 儲能系統(tǒng) （b）意大利南部高壓電網的34.8 MW鈉硫 電池儲能電站

（c）2010年上海世界博覽會上展示的100 kW/800 kW 鈉硫電池儲能系統(tǒng) （d）崇明島風電場兆瓦時級的 商業(yè)應用示范

鈉硫電池儲能系統(tǒng) / 電站的商業(yè)應用實例

（來源中國工程科學報，溫兆銀團隊文章）

儲能鈉電池的高溫技術瓶頸極大地限制了涉足儲能鈉電池開發(fā)的研究院所和企業(yè)的數量，導致儲能鈉電池在產業(yè)鏈的推動上困難重重。根據目前世界范圍內鈉離子電池的研發(fā)進展及產業(yè)化進展我們可以發(fā)現，鈉離子電池的產業(yè)化已經在推進中。由于除了正、負極材料加工之外，鈉離子電池在集流器鋁箔、電解液、隔膜、電池組裝等產業(yè)鏈均可以直接使用現有的鋰離子電池產業(yè)鏈，結合中科海納和華陽股份的一系列動作，鈉離子電池形成大規(guī)模產業(yè)化的速度會比寧德時代2023年產業(yè)化的目標更快。

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