重塑动力电池市场 政策支持商业化
■ 中国工业报 郭宇 “15分钟充电80%,零下20摄氏度电池不衰减”,近日,宁德时代将要推出第一代钠离子电池。这款解决了充电慢等难题的电池将可能在三元锂电池、磷酸铁锂电池的竞争中争取到一席之地,重塑动力电池市场。 成本具有优势 钠离子电池与锂离子电池摇椅式工作原理类似,主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作。近几年,钠离子电池开始逐步进入规模化试验示范阶段。早在2018年6月,首辆钠离子电池低速电动车问世;2021年6月,中科海钠发布世界首个1MWh钠离子电池储能系统。这意味着,继铅蓄电池、锂离子电池等电化学储能体系后,钠离子电池开始在储能领域崭露头角。 钠离子电池在资源丰富度、成本等方面具有一定优势。一是钠元素储备更丰富,钠是地壳中储量第六丰富的元素,地理分布均匀,成本低廉;而锂资源在地壳中储量仅为0.002%,不到钠的千分之一,且全球分布具有地域性。二是钠离子化合物可获取性强,价格稳定且低廉。此外,在低电压下铝不会和钠合金化,因此钠离子电池负极可使用铝集流体而不必像锂电池使用铜集流体,从而降低电池的成本和重量。三是钠元素和锂元素有相似的物理化学特性及储存机制,钠离子电池有相对稳定的电化学性能和安全性。 此外,目前钠离子电池在产业化进程中尚存在能量密度较低、循环寿命较短、配套供应链与产业链不完善等问题,仍处于商业化探索和持续改进中。预计未来随着产业投入的加大,技术走向成熟、产业链逐步完善,高性价比的钠离子电池有望成为锂离子电池的重要补充,尤其是在固定式储能领域将具有良好发展前景。 政策加强布局 近日,工业和信息化部提出有关部门将组织相关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定,并在标准立项、报批等环节予以支持。将支持钠离子电池加速创新成果转化,支持先进产品量产能力建设。同时,根据产业发展进程适时完善有关产品目录,促进性能优异、符合条件的钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等领域加快应用;通过产学研协同创新,推动钠离子电池全面商业化。 工信部长期以来积极推动新型电池产业发展。一是制定发布 《信息产业发展指南(2016~2020年)》,推动新型电池技术进步和创新升级,支持钠离子电池、液流电池等新型电池产业发展。二是积极开展电池领域相关标准研制工作,推动将先进技术创新成果转化为标准,规范和引领产业高质量发展。三是支持电池检测平台建设,指导组建国家动力电池制造业创新中心,统筹资源推动产业技术进步,支持新型正极材料等关键技术攻关和产业化。 “十三五”期间,科技部通过国家重点研发计划 “智能电网技术与装备”重点专项,对电池储能相关技术进行了系统部署。其中,钠基储能电池技术作为重点支持方向之一,在 “高安全长寿命和低成本钠基储能电池的基础科学问题研究”等项目系列成果推动下进步显著。 近年来,财政部通过新能源汽车推广应用补助等政策,带动了新能源汽车动力电池产业蓬勃发展,推动新型电池产品技术水平迅速提高、成本迅速下降。 据了解,未来将在 “十四五”相关规划等政策文件中加强布局,从促进前沿技术攻关、完善配套政策、开拓市场应用等多方面着手,做好顶层设计,健全产业政策,统筹引导钠离子电池产业高质量发展。科技部将在 “十四五”期间实施 “储能与智能电网技术”重点专项,并将钠离子电池技术列为子任务,以进一步推动钠离子电池的规模化、低成本化,提升综合性能。 企业有望量产 宁德时代董事长曾毓群表示,钠离子电池是宁德时代创新技术产业化的又一里程碑式成果,它将为能源清洁化和交通电动化提供全新解决方案,推动 “碳中和”目标早日实现。 曾毓群认为, “碳中和”催生了万亿瓦时级的电池需求,推动了新能源产业蓬勃发展,新的应用场景不断产生,给了不同技术施展的舞台。多元化的技术路线,也将助力产业长期稳定发展。 钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。电池电芯单体能量密度高达160Wh/kg,常温下充电15分钟,电量可达80%以上。在零下20摄氏度低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率。钠离子电池既可应用于各种交通电动化场景,尤其在高寒地区具有突出优势,又可灵活适配储能领域全场景的应用需求。 宁德时代研究院副院长黄起森表示,在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容,产线可进行快速切换,完成产能快速布局。目前,宁德时代已启动相应的产业化布局,2023年将形成基本产业链。
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