鈉離子電池(Sodium-ion battery),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。
鈉離子電池板塊震蕩拉升 傳藝科技5連板?
2022年9月7日,鈉離子電池板塊震蕩拉升,傳藝科技5連板,鵬輝能源、容百科技、立中集團、圣陽股份、博眾精工等跟漲。
鈉離子電池(Sodium-ion battery),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。2018年12月,南京理工大學夏暉教授與中外團隊合作,首創結構設計和調控方法,在錳基正極材料研究方面取得重要進展。
相比于上述的傳統二次電池,有機系離子電池以離子在正負極的嵌入脫出和在兩極間擴散作為充放電基本原理,具有能量密度高,倍率高和循環壽命長的特點。在性能上可以滿足儲能系統的技術要求。然而,由于其大量使用易燃的有機電解質,在生產和使用過程中會造成爆燃事故,有安全性問題缺陷。
而水系離子電池由于采用中性的鹽水溶液作為電解質,既避免了有機電解質的易燃問題,又克服了傳統水系電池的高污染,壽命短(如鉛酸電池)和價格昂貴(鎳氫電池)的缺點,是能夠滿足大型儲能技術要求的理想體系之一。因此,近年來,水系離子(鋰、鈉等)電池的研發越來越受到關注。
根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國水系鈉離子電池行業發展分析與投資預測報告》顯示:
但是,地球上的鋰資源實際上是難以支撐大型儲能系統的應用需求的。于是,與鋰的化學性能類似的鈉被認為能夠替代鋰適用于水系離子電池體系。
鈉離子電池行業發展現狀
鈉是地球上儲量最豐富的資源之一,可以說是用之不竭。價格也顯著降低,通常為鋰鹽的1/10.因此,水系電解質的鈉離子電池被認為是最有潛力的適合大規模儲能系統的電池之一,成為最近業界研究工作的焦點。實際上,鈉離子電池的研究與鋰離子電池幾乎同時起步,早在20世紀80年代,人們就開展了有機系鈉離子電池正負極材料的研究。
與鋰離子電池相同,鈉離子電池的構成同樣主要包括正極、負極、隔膜、電解液和集流體等,但在材料選擇上二者存在較大差異。
目前我國鈉離子電池行業仍處于產業前期,未實現規模生產。從專利情況來看,近年來我國鈉離子電池相關技術專利公開及申請數量持續增長。根據數據顯示,2021年我國鈉離子電池專利公開量為576項,僅次于2020年611項。2021年我國鈉離子電池專利申請數量達到歷史最高,為626項。2022年,截止到4月21日,我國鈉離子電池專利公開量為301項,專利申請量為20項。
但是與有機系鋰離子電池相比,鈉離子電池的發展緩慢。這主要是由于成功應用于有機系鋰離子電池中的正負極材料體系不能簡單地移植到鈉離子電池中。雖然二者都是以正、負極間離子嵌入/脫出反應的“搖椅式”機理作為充放電反應機理,可是因為鈉的離子半徑(0.102nm)比鋰離子和質子大許多,使得其嵌入反應困難。
據企查查數據,自2010年來,我國鈉離子電池相關企業數量增長數量加快,2017年年新增企業數量達到最高,為40家,2018-2021年相關企業年新增數量減少,分別為25/16/26/15家企業。
鈉離子電池在儲能領域應用類型為電化學儲能。從電化學儲能裝機容量來看,據CNESA數據,2021年我國電化學儲能累計裝機容量為5.51GW,同比增長68.5%。我國電化學儲能增速加快,行業前景廣闊。
而且,負極材料在接受大體積的鈉離子的嵌入反應過程中,其晶格容易發生形變甚至坍塌,影響到電池的循環性能。直到近年,在容量利用率和循環壽命方面基本滿足要求的有機系鈉離子電池用負極材料才被開發出來。
雖然水系鈉離子電池技術面臨著諸多挑戰,但它仍然為大規模儲能提供了一種安全、廉價、清潔和耐久的新體系。現在,越來越多的新材料,新構思和新技術被應用到水系鈉離子電池體系的開發中,其綜合性能也在不斷提升。相信隨著研究與開發的不斷深入,在不久的將來一定能夠實現其在儲能上的大規模應用,從而推動以智能電網和可再生能源并網為代表的清潔能源的應用。
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2022-2027年中國水系鈉離子電池行業發展分析與投資預測報告
相比于上述的傳統二次電池,有機系離子電池以離子在正負極的嵌入脫出和在兩極間擴散作為充放電基本原理,具有能量密度高,倍率高和循環壽命長的特點。在性能上可以滿足儲能系統的技術要求。然而...
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