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争锋已起,钠电压倒锂电?

2022-12-07李冲

华东科技 2022年11期
关键词:锂电钠离子锂离子

本刊记者/李冲

锂电热潮之下,钠离子电池悄然兴起,或成为下一代新能源电池的代表。

2021年7月末,宁德时代发布第一代钠离子电池,将钠离子电池的产业化进程往前再推一步,在行业内掀起轩然大波。

2022年6月,中科海钠1MWh钠离子电池光储充智能微网系统在山西太原投入使用;10月12日,多氟多在互动平台上表示,公司钠离子电池已有小批量成品下线。这无不在向大众宣告:钠离子电池大规模产业化生产即将到来。

不仅如此,目前,能源行业上下游企业正摩拳擦掌,亟待钠离子电池的具体产品问世,改变如今锂电独大的现状,打开钠离子电池的市场。

产业化的东风已至

随着全球能源转型节奏加快,可充电的二次电池重要性日益凸显。在此背景下,锂离子电池在一众电池中脱颖而出。随之而来的,是锂离子电池原材料价格的飞速上升。

据统计显示,今年8月底,电池级碳酸锂的价格已涨至49.2万元/吨,近乎是去年年初价格的10倍,且可能全年维持高位。面对市场供不应求、成本不断上升的现状,寻求成本低、与锂离子电池功能相似的替代电池成为业内心照不宣的发展方向。

众所周知,除了市场溢价外,锂离子电池原料价格居高不下的重要原因是国内资源少,80%的碳酸锂从澳洲进口。但钠的情况截然相反。“它在地壳当中的含量非常丰富,成本低,容易获取。”中国科学技术大学教授、博士生导师余彦在浦江论坛上指出,钠资源地壳丰度高达2.75%,且全球到处都有分布,可以完美解决新能源电池的原料问题。

与此同时,从生产流程和工艺路线来看,钠电池结构也与锂电高度相似,这使得钠离子电池在制作技术上与锂离子电池有异曲同工之处。

“钠离子(正极材料)生产工艺与锂离子(工艺)90%相似,都是通过研磨使其纳米化,通风干燥,烧结、粉碎,造粒……它的工艺过程都是一样的。”某国内头部正极材料企业董事长在接受媒体采访时表示,锂电池正极厂商未来转型钠电池正极材料生产不存在技术上的难题。

在制作成本低、转型技术难度小的加持下,钠离子电池商业化的东风已吹到眼前。

全面替代是否可行?

钠离子电池优势如此明显,不禁使人产生这样的疑问:未来,钠离子电池能否完全取代锂离子电池,在新能源电池领域独占鳌头?

答案显然不能。与锂离子电池相比,钠离子电池在价格等方面存在绝对优势,但两相对比之下,其缺点也十分明显。

其中,最明显的一点在于:钠离子电池能量密度低,有专家表示,其能量密度仅能达到锂离子电池的80%至90%。除此之外,钠离子直径大,成品重量稍重,同时充放电极易引起电极材料剥落,影响电池的寿命。

由此不难看出,未来两种电池在市场应用方面的侧重必定有所不同。在电池能量密度要求较高的领域,例如电动汽车、无人飞机、手机等,锂离子电池会占据主导地位。在能量密度要求低的应用场合,如5G基站、数据中心、光伏、风能等新能源接入储电系统,钠离子电池的优势更为明显。

正如余彦在圆桌论坛上所说:“目前,钠离子电池与锂离子电池并非竞争关系,相反,钠离子电池的出现弥补了锂电池发展的不足。二者相互发展,才能更好地为‘双碳’目标服务。”

当前,通过发展钠离子电池技术,将会有效弥补风电和光伏发电的波动性、不稳定性问题,促进能源系统的多元化与低碳化发展。

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