钠离子电池:新能源领域的崛起之星
AI导读:
本文介绍了钠离子电池在全球能源转型和碳中和目标推动下的崛起,分析了其性能优势、产业化进程、市场前景以及两大电池龙头企业的研发进展,展望了钠离子电池在新能源领域的发展前景。
近年来,在全球能源转型和“碳中和”目标的双重驱动下,钠离子电池(简称“钠电池”)作为一种具有前瞻性的储能技术,凭借其独特的性能优势及丰富的生产原料,正逐渐成为业界的焦点。钠电池不仅在资源获取、成本控制方面展现出显著优势,还在安全性上表现出色,这使其在全球能源存储领域备受瞩目。
2024年11月6日,工信部发布了《新型储能制造业高质量发展行动方案(征求意见稿)》,明确提出要增强高安全、高可靠、高能效、长寿命且经济可行的新型储能产品供给。该方案特别强调了推动钠电池、液流电池等关键技术的工程化和应用攻关,为钠电池产业的发展提供了政策指引。
中南大学教授、化学电源与材料研究所所长唐有根在接受采访时表示,钠电池在资源、成本和安全性能上相较于其他电池具有明显优势。随着层状金属氧化物和聚阴离子型正极材料体系的钠电池有望率先实现量产,未来钠电池正极材料市场将呈现多元化格局,以满足不同应用场景的需求。目前,钠电池正处于产业化初期,随着应用场景的不断拓展,多种规格的钠电池产品将实现规模化量产,预示着钠电池新时代的到来。
2025年初,钠电池产业已站在爆发的历史节点上,万事俱备,只待最后的突破。实际上,钠电池并非新鲜事物,其与锂离子电池的研究几乎同步进行。然而,由于锂离子电池更符合当时产业需求,因此发展更为迅速。相比之下,钠电池的产业化进程稍显滞后。但近年来,随着锂离子电池原材料涨价、供需失衡等问题频发,钠电池的价格低廉、资源丰富、宽温域等优势逐渐凸显,吸引了众多企业的关注,产业化步伐明显加快。
从资源供给角度看,地壳中钠的储量丰富,达到2.75%,且分布均匀,成本低廉。相比之下,地壳中锂的储量仅为0.0065%,相差悬殊。锂资源的分布极不均匀,存在供应链瓶颈和“卡脖子”风险。随着锂电需求的爆发式增长,锂资源供给的焦虑也在蔓延。业内人士指出,如果无法找到循环利用方法或替代产品,锂资源可能在十年内被消耗殆尽。而钠资源则几乎取之不尽,如果将自然界中1%的钠资源用于制作钠电池,按全球储能每年新增1TWh计算,可满足约150亿年的储能市场需求。
在核心材料特性方面,钠电池具有宽温域特性,能够在从零上40摄氏度到零下40摄氏度的极端环境中稳定运行。唐有根指出,在零下20摄氏度时,钠电池的最大容量可达到不低于80%,而磷酸铁锂电池则低于60%。在高温环境下,磷酸铁锂电池性能也会大幅衰减,而钠电池则能保持稳定运行。结合高温低温的稳定性、寿命、倍率等因素考量,钠电池的维护成本低,全寿命性能更佳,展现出效率和经济性上的双重优势。
据高工产研锂电研究所统计,2021年中国钠离子正极材料的产量为900吨,而到了2023年,这一数字已跃升至8000吨以上。预计2025年,我国钠电池的规划产能将达到60GWh。全球范围内,预计到2030年,全球钠电池需求将增长至526GWh,潜在市场空间巨大。
随着我国“以新能源为主体的新型电力系统”建设的逐步推进,波动性新能源的持续高速发展对电力系统的稳定性提出了严峻挑战。在此背景下,电力储能,尤其是大容量、差异化、长时段的储能需求亟待满足。钠电池因其独特的优势,在这一领域具有广阔的发展前景。除了常规的电力储能项目外,钠电池在两轮车和低速车领域也有望占据重要市场份额。相比铅酸电池,钠电池的能量密度更高,循环寿命更长,预计未来三年内将逐渐取代铅酸电池在这些领域的应用。
此外,在低速车领域,虽然钠电池目前受制于化学特性和成本因素,应用空间有限,但随着其循环性能的进一步提升以及规模化降本,有望实现对锂电池部分应用场景的替代,如小型纯电动车、电动船舶、电动大巴等对能量密度要求低、成本敏感性强的领域。最终,钠电池将与锂电池形成互补生态,共同推动新能源产业的发展。
日前,宁德时代和比亚迪两大电池龙头企业纷纷公布了钠电池研发的重要进展。宁德时代的第二代钠离子电池能量密度已突破200Wh/kg,并能在极端低温环境中正常放电,有望在2025年正式推向市场。比亚迪的钠电池开发也已进入降低成本的第二阶段,预计2025年其BOM成本将与磷酸铁锂电池持平,远期将降至其70%以下。这些企业的表态为钠电池行业的发展注入了强劲动力。
前瞻产业研究院公布的数据显示,2018年至2023年期间,中国钠电池行业相关厂商的研发投入规模逐年增长,2023年已达到557.19亿元。同时,资本市场也对钠电池行业表现出浓厚兴趣,越来越多的企业获得了风险投资和私募股权融资的支持。钠电池主要由正负极材料、集流体、隔膜、添加剂、电解液等构成,其中正负极材料是其核心差异所在。对于钠电池的相关投资,鉴于行业尚处于发展初期,技术和市场都存在一定不确定性,因此采取多元化和长期投资的方式较为妥当。
随着新能源产业的蓬勃发展,电池技术成为关键因素。具备良好安全性能、一定能量密度、持续增长且稳定的供应体系以及经济性的电池技术是电池产业持续追求的目标。经过多年的发展,我国在锂电池领域取得了显著成就。未来,钠电池的发展方向已愈发明确,将成为新能源产业中的重要一环。
(文章来源:证券日报,图片来源于网络)
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