你知道嗎?近日,一種新型電池技術(shù)在國內(nèi)引起轟動,它就是鈉離子電池。不僅能滿足新能源領(lǐng)域低成本、長壽命、高安全性能的要求,還能在一定程度上緩解鋰資源短缺導(dǎo)致的儲能電池發(fā)展受限的問題。是鋰離子電池的重要補充,可逐步替代鉛酸電池。
(資料圖)
那么,什么是鈉離子電池?它有什么優(yōu)點呢?
首先,我們需要了解鈉離子電池的工作原理。它與廣泛使用的鋰離子電池具有相似的工作原理和結(jié)構(gòu)。充電時,鈉離子從正極材料中釋放出來,穿過電解液和隔膜后嵌入負(fù)極材料中。同時,電子通過外電路從負(fù)極流向正極;放電期間則相反。
那么為什么要使用鈉呢?因為鈉具有以下優(yōu)點:
鈉是地球上含量最豐富的元素之一,在海水中含量高達(dá)1.08%,而鋰在海水中僅含有0.0017%。
鈉比鋰便宜。國際市場每噸價格僅為200美元左右,而鋰每噸價格高達(dá)1萬美元左右。
鈉比鋰更安全,在空氣或水中不會自燃或爆炸。
當(dāng)然,鈉也有一些缺點:
鈉的體積比容量低于鋰,這意味著相同容量的鈉需要更大的體積和重量。
鈉的化學(xué)活性比鋰更高,這意味著需要更穩(wěn)定、耐用的正負(fù)極材料和隔膜。
目前鈉尚無成熟統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化體系和產(chǎn)業(yè)鏈。
因此,鈉不適合用于對體積、重量、功率密度等要求較高的領(lǐng)域(如手機、筆記本、汽車等),但非常適合用于對體積、重量、功率密度等要求較高的領(lǐng)域。成本、壽命、安全等(如低速電動汽車、電動船、家庭/工業(yè)儲能、5G通信基站、數(shù)據(jù)中心、大規(guī)模接入可再生能源和智能電網(wǎng)等)。
那么,鈉離子電池技術(shù)在全球的發(fā)展情況如何?我們可以從以下幾個方面來看:
研發(fā)水平:目前鈉離子電池技術(shù)的研發(fā)主要集中在美國、日本、歐洲、中國等地區(qū)。其中,美國和日本是最早開始鈉研究的國家,擁有較多專利和論文,但主要集中在基礎(chǔ)理論和材料開發(fā);歐洲更注重應(yīng)用領(lǐng)域的探索和示范;而中國近年來在鈉研究方面一直處于領(lǐng)先地位。這位后起之秀不僅在基礎(chǔ)理論和材料開發(fā)上取得了突破,而且在商業(yè)化方面也處于世界領(lǐng)先地位。
產(chǎn)業(yè)規(guī)模:目前鈉產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段,全球尚未形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)統(tǒng)計,截至2022年底,全球鈉產(chǎn)能約2GWh,其中中國占比約60%,主要集中在寧德時代、比克電池等企業(yè);其次是日本(約20%),主要集中在東芝等公司;再次是歐洲(約10%),主要集中在法國巴斯夫等公司。
市場需求:目前鈉市場仍處于培育階段,尚未形成明顯的需求面。預(yù)計到2026年,全球鈉市場規(guī)模將達(dá)到370GWh,其中中國占比約50%,主要應(yīng)用于低速電動汽車、家庭/工業(yè)儲能等領(lǐng)域;其次是歐洲(約20%),主要應(yīng)用于可再生能源大規(guī)模接入、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域;再次是北美(約15%),主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、5G通信基站等領(lǐng)域。
從以上分析可以看出,在鈉領(lǐng)域,我國不僅擁有雄厚的科研實力和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,而且還擁有廣闊的市場空間和潛力。這充分體現(xiàn)了我國在新能源技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和領(lǐng)先地位。相比之下,世界其他國家在鈉領(lǐng)域仍存在較大差距和挑戰(zhàn)。例如,美國雖然在鈉基礎(chǔ)研究方面有一定優(yōu)勢,但在產(chǎn)業(yè)化方面缺乏動力和支持;盡管日本在鈉材料的開發(fā)方面取得了一定的成績,但其市場應(yīng)用受到來自鋰離子電池的競爭和競爭的阻礙。局限性;歐洲雖然在鈉的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了一定的探索,但在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面還不夠突出。
因此,可以說鈉是中國在新能源技術(shù)領(lǐng)域的王牌,是中國為全球能源轉(zhuǎn)型和低碳發(fā)展做出的重要貢獻(xiàn)。它不僅可以提高中國的能源安全和獨立性,而且可以促進(jìn)中國的經(jīng)濟增長和社會進(jìn)步。正如有人所說:“鋰離子電池是美國人發(fā)明的,而鈉離子電池是中國人創(chuàng)造的”。這是我們作為中國人應(yīng)該感到自豪的。