在快速發展的儲能領域 鈉離子電池行業未來發展如何2023

• 黃文玉 2023年9月16日 來源：互聯網 817 50
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鈉離子電池研究最早開始于上世紀八十年代前后，早期被設計開發出來的電極材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2電化學性能不理想，發展非常緩慢。尋找合適的鈉離子電極材料是鈉離子儲能電池實現實際應用的關鍵之一。

鈉離子電池行業市場現狀分析

近日，小米投資鈉離子電池研發商零壹肆。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。2022年度化學領域十大新興技術之一。

鈉離子電池研究最早開始于上世紀八十年代前后，早期被設計開發出來的電極材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2電化學性能不理想，發展非常緩慢。尋找合適的鈉離子電極材料是鈉離子儲能電池實現實際應用的關鍵之一。2010年以來，根據鈉離子電池特點設計開發了一系列正負極材料，在容量和循環壽命方面有很大提升，如作為負極的硬碳材料、過渡金屬及其合金類化合物，作為正極的聚陰離子類、普魯士藍類、氧化物類材料，特別是層狀結構的NaxMO2(M= Fe、Mn、Co、V、Ti)及其二元、三元材料展現了很好的充放電比容量和循環穩定性。

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。新款18650鈉離子電池，借助了鈉離子轉移(而不是鋰離子)來存儲和釋放電能。鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言儲量更豐富，價格更低廉。由于鈉離子比鋰離子更大，所以當對重量和能量密度要求不高時，鈉離子電池是一種劃算的替代品。

與鋰離子電池相比，鈉離子電池具有的優勢有：(1)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;(2)由于鈉鹽特性，允許使用低濃度電解液(同樣濃度電解液，鈉鹽電導率高于鋰電解液20%左右)降低成本;(3)鈉離子不與鋁形成合金，負極可采用鋁箔作為集流體，可以進一步降低成本8%左右，降低重量10%左右;(4)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。

根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國鈉離子電池行業發展分析及投資戰略預測報告》顯示：

現有的二次電池技術都還不能滿足大規模儲能的要求。例如：鉛酸、鎘鎳電池含有大量有害的重金屬元素，大規模應用會在生產和廢棄階段造成嚴重的環境污染，而且對環境溫度要求嚴格，僅適用室內運行環境;鎳氫電池由于采用了昂貴的稀有金屬，價格上難于滿足大規模儲電的成本要求。全釩液流電池除了采用了貴金屬外，還有毒性和腐蝕性的問題;鈉硫電池因為需要高溫，液態硫和金屬鈉對氧化鋁隔膜具強腐蝕性，容易造成燃燒事故。

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。

近年來，水系離子(鋰、鈉等)電池的研發越來越受到關注。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。

2021年7月，寧德時代率先發布第一代鈉離子電池，引發各界廣泛關注。2022年以來，傳藝科技、華陽股份、鵬輝能源、容百科技、振華新材等上市公司紛紛布局鈉離子電池項目，不少項目已取得重要進展。2022年10月，寧德時代在互動平臺上透露，公司致力推進鈉離子電池在2023年實現產業化。

在快速發展的儲能領域，鈉離子電池有望成為重要的技術路線之一。在2017-2021年中，我國鈉離子電池供給量和需求量呈現逐年上升的趨勢，其市場價格走勢不斷下降，從2017年的7.14億元/GWh下降到2021年的6.66億元/GWh。從專利申請量來看，在2017-2021年間，中國鈉離子電池專利申請量整體上處于上升趨勢，其中2020年受疫情影響，鈉離子電池的申請量有小幅下降，較2019年減少33項，根據IP管家統計，2022年1-11月的申請量達到了1379項。

鈉離子電池行業未來發展規劃分析

2022年以來，工信部等部門相繼出臺文件，進一步加大政策支持力度。在此背景下，鈉離子電池賽道涌現投資熱潮。機構預測，隨著鈉離子電池產業化進程不斷提速，未來兩到三年產能將持續釋放。

在2022年發布的《“十四五”可再生能源發展規劃》中，提出加強可再生能源前沿技術和核心技術裝備攻關。研發儲備鈉離子電池、液態金屬電池、固態鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等高能量密度儲能技術。在2021年發布的《關于在我國大力發展鈉離子電池的提案》中，提到鋰離子電池、鈉離子電池等新型電池作為推動新能源產業發展的壓艙石，是支撐新能源在電力、交通、工業、通信、建筑、軍事等領域廣泛應用的重要基礎，也是實現碳達峰、碳中和目標的關鍵支撐之一。

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