目前，在鈉離子電池基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)速度等方面，中國(guó)企業(yè)都處在國(guó)際領(lǐng)先地位。中國(guó)有機(jī)會(huì)引領(lǐng)鈉離子電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，在全球范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化。
近日，中國(guó)工程院院士陳立泉在2021年中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)云論壇上指出：“如果全世界的車(chē)都采用鋰離子電池，全世界的電能都用鋰離子電池儲(chǔ)存，那么，鋰離子電池根本不夠。所以，我們一定要考慮新的電池，鈉離子電池就是首選。”
相比人們熟知的鋰離子電池與鉛酸電池，鈉離子電池具有哪些優(yōu)勢(shì)？又何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化？
差異化優(yōu)勢(shì)顯著
近年來(lái)，在各國(guó)政府大力支持下，鋰離子電池在新能源汽車(chē)行業(yè)迅速推廣應(yīng)用。但是，隨著全球化學(xué)電池市場(chǎng)快速發(fā)展，最“火熱”的鋰離子電池逐漸暴露出劣勢(shì)，鋰資源稀缺以及較高昂的成本導(dǎo)致鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展遭遇“天花板”。
“如果全世界可開(kāi)采的鋰都用于制造動(dòng)力電池，最多只能驅(qū)動(dòng)14.5億輛電動(dòng)汽車(chē)。實(shí)際上，鋰還用于核工業(yè)、玻璃陶瓷等行業(yè)。因此，鋰是不夠用的。”中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員胡勇勝在接受記者采訪(fǎng)時(shí)表示。
同時(shí)，鋰資源短缺也造成了鋰離子電池成本的上升。“2021年2月18日，碳酸鋰價(jià)格高達(dá)7.5萬(wàn)元/噸，比去年上漲了3.3萬(wàn)元/噸。我們預(yù)估后續(xù)還會(huì)上漲。這也是要發(fā)展鈉離子電池的重要原因。” 胡勇勝指出。
另?yè)?jù)了解，鈉離子電池的發(fā)展不僅能夠緩解鋰離子電池原材料價(jià)格波動(dòng)，還兼容鋰離子電池現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備。“我們能用現(xiàn)有鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備制造鈉離子電池。生產(chǎn)材料和制造電芯的設(shè)備都很成熟，只要建立了正負(fù)極材料及鈉鹽（NaPF6）的產(chǎn)業(yè)鏈，鈉離子電池就很容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”胡勇勝進(jìn)一步補(bǔ)充道。
新能源汽車(chē)獨(dú)立研究者曹廣平指出，鈉離子電池具有鈉資源儲(chǔ)量豐富、可采用濃度更低的電解液和無(wú)過(guò)放電問(wèn)題等差異化優(yōu)勢(shì)。因此，鈉離子電池適用于通訊基站、電網(wǎng)儲(chǔ)能和低速電動(dòng)汽車(chē)等能發(fā)揮其差異化優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域。
曾受冷落現(xiàn)獲新生
據(jù)了解，我國(guó)目前電力消費(fèi)在終端能源消費(fèi)的比重已達(dá)到21%，隨著電動(dòng)汽車(chē)的飛速發(fā)展，電力消耗將大幅增加，而且集中在現(xiàn)有城市電網(wǎng)的一定區(qū)域中。
另外，極端天氣引發(fā)的自然災(zāi)害也會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響。例如，近期的極寒天氣導(dǎo)致美國(guó)多地遭遇大面積停電，得州數(shù)百萬(wàn)人陷入黑暗。
“這都體現(xiàn)了發(fā)展儲(chǔ)能的重要性。而鋰離子電池難以同時(shí)支撐電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)儲(chǔ)能兩大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，資源豐富的鈉離子電池就成為極佳補(bǔ)充。”胡勇勝指出，“在上世紀(jì)70年代末期,鈉離子電池與鋰離子電池幾乎同時(shí)起步，但因當(dāng)時(shí)想制造高能量密度電池，鋰離子電池迎合了需求，所以鈉離子電池的研究逐漸淡化。隨著可再生能源的發(fā)展，大家意識(shí)到了發(fā)展可再生能源離不開(kāi)大規(guī)模儲(chǔ)能，便開(kāi)始重新投入鈉離子電池的研究。實(shí)際上，2006年就有‘發(fā)展大規(guī)模儲(chǔ)能鋰資源是否夠用、鋰離子電池能否頂上去’的擔(dān)憂(yōu)。”
據(jù)胡勇勝介紹，在2010年以后，鈉離子電池的研究才獲得轉(zhuǎn)機(jī)。科技界在鈉離子電池電極材料和電解質(zhì)材料開(kāi)發(fā)、表征分析、儲(chǔ)鈉機(jī)制探索和電芯技術(shù)創(chuàng)新等方面不斷取得突破，鈉離子電池學(xué)術(shù)論文發(fā)表數(shù)量迅速增加，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量逐年遞增。
中國(guó)仍有主導(dǎo)機(jī)會(huì)
隨著電動(dòng)汽車(chē)、智能電網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，鈉離子電池成為各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的儲(chǔ)能電池，國(guó)內(nèi)外均有研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)試圖在鈉離子電池產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前搶占其市場(chǎng)制高點(diǎn)。
在新一輪儲(chǔ)能電池技術(shù)角逐中，中國(guó)有沒(méi)有機(jī)會(huì)在全世界率先實(shí)現(xiàn)鈉離子電池商業(yè)化？胡勇勝告訴記者：“隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及，需要大量用電，而現(xiàn)有的城市電網(wǎng)配置難以滿(mǎn)足需求，配以大型儲(chǔ)能電站給電動(dòng)汽車(chē)充電是一個(gè)較好的選擇。能量密度不及鋰離子電池的鈉離子電池可能無(wú)法應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)。但是，在對(duì)電池能量密度要求不高的大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域，鈉離子電池是極有前途的技術(shù)。”
在有效彌補(bǔ)鋰離子電池之不足的同時(shí)，鈉離子電池還可逐步替代環(huán)境污染嚴(yán)重的鉛酸電池，推動(dòng)國(guó)內(nèi)清潔能源技術(shù)應(yīng)用邁上新臺(tái)階，為國(guó)內(nèi)能源安全和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供保障。
目前，在鈉離子電池基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)速度等方面，中國(guó)企業(yè)都處在國(guó)際領(lǐng)先地位。因此，中國(guó)有機(jī)會(huì)獲得國(guó)際鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化主導(dǎo)權(quán)，引領(lǐng)鈉離子電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，在全世界率先實(shí)現(xiàn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化。
胡勇勝表示，鈉離子實(shí)現(xiàn)電池產(chǎn)業(yè)化是一項(xiàng)浩大工程，需要資金以及各類(lèi)人才的支持。“希望各級(jí)政府能夠高度重視鈉離子電池的發(fā)展，做好頂層設(shè)計(jì)，并且希望有更多的人參與進(jìn)來(lái)。有政府引導(dǎo)市場(chǎng)，以及資金和政策上的支持，鈉離子電池定能在我國(guó)開(kāi)花結(jié)果。”
