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鈉離子電池行業(yè)分析：產(chǎn)業(yè)化黎明初現(xiàn)，鈉電池大有可為
發(fā)布時(shí)間：2023-05-18
一、鈉電池優(yōu)勢(shì)明顯，商業(yè)化在即
01 | 鈉離子電池優(yōu)勢(shì)在于成本低、資源豐富
鋰資源短缺，鈉含量豐富優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)。早在 20 世紀(jì) 80 年代，鈉離子電池就已經(jīng)被短暫研究 過(guò)，但是由于當(dāng)時(shí)鋰離子電池在能量密度方面更具有明顯的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)中， 因此鈉離子電池的研究工作被擱置了。近年來(lái)，由于鋰資源短缺造成鋰離子電池的成本增加， 限制了其在大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，原料豐富且成本低廉的鈉再次引起了科學(xué)家們 的興趣。在元素周期表中，鈉與鋰是處于同一主族且具有相似物理化學(xué)性質(zhì)的金屬元素，地球上的 鈉資源儲(chǔ)量非常豐富，元素含量約為 23000ppm（鋰含量?jī)H約為 17ppm），豐度位于第 6 位， 且分布于全球各地，可完全不受資源和地域的限制。所以在資源方面，鈉離子電池比鋰離子電 池具有更大的優(yōu)勢(shì)。
鈉離子電池結(jié)構(gòu)和原理類(lèi)似鋰電池。鈉離子電池主要由兩種不同的鈉嵌入型材料（正極材 料、負(fù)極材料）、電解液、隔膜等關(guān)鍵部件組成。充電時(shí)，鈉離子從正極材料中脫出，經(jīng)過(guò)電解液，隔膜，最后嵌入到負(fù)極材料；與此同時(shí)，電子經(jīng)外電路從負(fù)極流向正極。放電過(guò)程則與充電過(guò)程相反?？梢钥闯鲡c離子電池的工作原理和鋰離子電池基本類(lèi)似，也是一類(lèi) “搖椅式電 池”。鈉離子電池正、負(fù)極材料體系在電池產(chǎn)品中起決定性因素，電解液/隔膜主要與正、負(fù)極材料體系進(jìn)行選擇匹配使用，因此，正、負(fù)極材料體系也直接決定了電池最終的性能指標(biāo)。
硬碳負(fù)極的研發(fā)，鈉電池逐漸走向成熟。1970年到1980年間，整個(gè)鈉電行業(yè)處于研發(fā)階段，開(kāi)始出現(xiàn)高溫硫鈉電池以及NaMeO2正極；1980到1990年，開(kāi)始將鈉電應(yīng)用到動(dòng)力和儲(chǔ)能方面，發(fā)明了高溫鈉離子電池，但此時(shí)缺乏穩(wěn)定的負(fù)極；1990到2000年，儲(chǔ)能應(yīng)用研發(fā)逐漸減少，鈉電研發(fā)進(jìn)程放緩，轉(zhuǎn)而鈉-氯化鎳電池開(kāi)始發(fā)展；從2000年發(fā)現(xiàn)硬碳負(fù)極材料開(kāi)始， 整個(gè)鈉電行業(yè)實(shí)現(xiàn)了研發(fā)突破。國(guó)內(nèi)鈉電池進(jìn)展迅速，已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化前夕。2010 年，中科院開(kāi)始發(fā)現(xiàn)鈉離子電池，成為國(guó)內(nèi)最早涉及該領(lǐng)域的組織機(jī)構(gòu)；2017年，國(guó)內(nèi)首家專(zhuān)注于鈉離子電池開(kāi)發(fā)與制造的企業(yè)中科海納成立；2018年，中科海納首輛鈉離子電池低速電動(dòng)車(chē)亮相，同年，浙江鈉創(chuàng)新能源有限公司注冊(cè)成立；2019年，鈉創(chuàng)新能源全球首條噸級(jí)鐵酸鈉基正極材料生產(chǎn)線完工，同年， 中科海納首座鈉離子電池儲(chǔ)能電站問(wèn)世；2021年，中科海納全球套1MWh 鈉離子電池光儲(chǔ)充智能微網(wǎng)系統(tǒng)成功投入運(yùn)行，同時(shí)期，鈉創(chuàng)新能源發(fā)布全球首套鈉離子電池-甲醇重整制氫綜合能源系統(tǒng)，而且寧德時(shí)代發(fā)布第一代鈉離子電池，其能量密度可達(dá)160Wh/kg。
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