中國走在鈉離子電池研發(fā)應(yīng)用前沿

肖勁松

鈉離子電池是一種依靠鈉離子在正負(fù)極間移動(dòng)完成充放電工作的二次電池，其工作原理與已被廣泛使用的鋰離子電池相似。在鋰資源供給面臨瓶頸、鋰離子電池價(jià)格不斷攀升的背景下，鈉離子電池因清潔環(huán)保，原料儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、價(jià)格低廉，且具有更高安全性和良好高低溫性能而備受青睞，在動(dòng)力電池、大規(guī)模儲(chǔ)能等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

近年來，中國涌現(xiàn)出數(shù)十家推動(dòng)鈉離子電池及原材料量產(chǎn)的企業(yè)，在鈉離子電池關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、材料制備、電池生產(chǎn)和應(yīng)用等方面取得明顯成效，躋身世界前列。在核心技術(shù)方面，中國已掌握生產(chǎn)鈉離子軟包電芯、提高鈉離子電池能量密度、研發(fā)具備良好低溫性能的鈉離子電池等技術(shù)，鈉離子電池正負(fù)極材料的制備和供貨達(dá)到百噸級(jí)。在電池系統(tǒng)方面，中國企業(yè)制定出鋰鈉混搭方案，將鈉離子電池與鋰離子電池按照一定比例混搭，集成到同一個(gè)電池系統(tǒng)中。這一方案不僅有效解決了鈉離子電池在能量密度方面的劣勢，而且凸顯出鈉離子電池在功率、性能方面的優(yōu)勢。在技術(shù)應(yīng)用方面，中國已將鈉離子電池應(yīng)用在兩輪電動(dòng)車、A00級(jí)電動(dòng)車等領(lǐng)域。目前，中國企業(yè)生產(chǎn)的鈉鋰混合動(dòng)力電池進(jìn)入裝車試用階段，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局明顯加快。

中國高度重視鈉離子電池的研發(fā)應(yīng)用，國家發(fā)展改革委、國家能源局、工業(yè)和信息化部等相關(guān)部門已出臺(tái)多項(xiàng)扶持政策，將鈉離子電池產(chǎn)業(yè)納入國家新能源產(chǎn)業(yè)。《關(guān)于在中國大力發(fā)展鈉離子電池的提案》指出，鈉離子電池等新型電池作為推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的壓艙石，是支撐新能源在電力、交通、工業(yè)、通信、建筑、軍事等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵支撐之一。2022年，中國將鈉離子電池列入《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》，支持鈉離子電池前沿技術(shù)和核心技術(shù)裝備攻關(guān)。科技部在“十四五”期間實(shí)施的“儲(chǔ)能與智能電網(wǎng)技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)中，也將鈉離子電池技術(shù)列為子任務(wù)，積極推動(dòng)鈉離子電池的規(guī)模化生產(chǎn)以及在儲(chǔ)能、兩輪電動(dòng)車領(lǐng)域的應(yīng)用示范。

目前，全球鈉離子電池產(chǎn)業(yè)處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期，中國鈉離子電池技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用將開發(fā)新的儲(chǔ)能技術(shù)路線，帶動(dòng)全球鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。鈉離子電池的廣泛應(yīng)用將一定程度上緩解由于鋰資源短缺引發(fā)的新能源發(fā)展受限問題，提高清潔能源利用率，助力實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。鈉離子電池構(gòu)建的大規(guī)模儲(chǔ)能電站也將通過平滑負(fù)荷曲線，增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

然而，相比鋰離子電池，鈉離子電池技術(shù)尚不夠成熟，仍需進(jìn)一步研究。未來，引導(dǎo)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展應(yīng)在核心技術(shù)研發(fā)、低成本制備、規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用等方面持續(xù)發(fā)力，進(jìn)一步降低鈉離子電池成本、提高鈉離子電池性能，推動(dòng)其在智能電網(wǎng)、工業(yè)儲(chǔ)能和中高端電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的商業(yè)化和規(guī)模化應(yīng)用。