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钠离子电池储能市场的分析

来源:钜大LARGE    2019-06-09    点击量:111

钠离子电池能量密度大于100Wh/kg,可与磷酸铁锂电池相媲美,但是其成本优势明显,有望在大规模储能取代铅酸电池。低成本钠离子电池有望在低速电动车、电动船、家庭储能、电网储能等领域获得应用。

什么是钠离子电池?

钠离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。在充放电过程中,Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出:充电时,Na+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。

由于地球上钠元素资源丰富,钠离子电池与锂离子电池有类似的工作机理,都是通过离子的嵌入和脱出实现其储能过程,钠离子电池有望成为未来大规模储能应用的电化学储能器件,成为目前电化学能源工程研究的热点。

钠离子电池在储能领域很有潜力

此前,由于锂离子电池在手机等电子产品方面的大规模应用,推动了锂离子电池业的快速发展。此后,由于特斯拉的带动,锂离子电池又逐步进入动力领域。也正是由于锂离子电池业的快速发展,电化学储能选择了锂离子电池技术。

锂电池安全性相对不高,且锂电池燃烧后产生的有机气体也会破坏环境、造成安全风险。相对而言,钠离子电池在资源方面更容易得到,钠系电池的几条技术路线,安全性相对锂电也要高得多,电池的环保性也比锂电要高。因此这一技术在储能领域很有潜力。

如今,钠离子电池应用示范项目已在上海超碳中心落地,通过这个示范工程,今后将更加有利于钠离子电池大规模地应用于电力储能领域,结合智能电网服务于百姓。未来3至5年内,钠离子的产业化能够大规模的实现,整个储能市场前景相当美好。

据悉,从资源和成本的角度出发,钠离子电池被认为是人类目前最有可能用作大规模储能的电池体系。对于钠离子电池的开发,现在美国,英国,日本等各国都处于小试阶段,真正意义上的钠离子电池大规模生产尚无报道。

2019年3月29日,中科海钠科技有限责任公司自主研发的30kW/100kWh钠离子电池储能电站在江苏省溧阳市成功示范运行。未来可能将钠离子电池应用到大规模的储能,目前已知的钠离子电池正极材料或多或少都会存在一定的问题,寻找新的具有高能量密度和功率密度的钠离子电池正极材料,才是提高钠离子电池性能的重要途径,也是使钠离子电池早日应用到大规模储能的关键。

相对而言,钠离子电池在资源方面更容易得到,钠系电池的几条技术路线,安全性相对锂电也要高得多,电池的环保性也比锂电要高。

钠离子电池在储能中的优势

钠离子电池优势一:性价比高

钠离子电池的配件相应的比锂离子电池要便宜,另外钠的化合物可以作为电极材料,这也是降成本的一个主要方向。钠盐原材料储量丰富,价格低廉,采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料,原料成本降低一半。

钠离子电池优势二:钠离子电池无过放电特性

由于钠离子电池无过放电特性,允许钠离子电池放电到零伏。钠离子电池能量密度大于100Wh/kg,可与磷酸铁锂电池相媲美,但是其成本优势明显,有望在大规模储能中取代传统铅酸电池。

钠离子电池优势三:可以沿用现有的生产工序

钠离子电池的工作机制与锂电池相同,电池企业的现有生产设备可以直接用来生产钠离子电池。因为基本不需要设备投资,所以各家企业容易将其作为替代电池开展生产。

以上就是钠离子储能电池的介绍,钠离子电池有望于2020年前投入量产。在正常的充放电情况下,钠离子在正负极间的嵌入脱出不破坏电极材料的基本化学结构。从充放电可逆性看,钠离子电池反应是一种理想的可逆反应。因此,发展针对于大规模储能应用的钠离子电池技术具有重要的战略意义。

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