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钠离子电池“高光之年”到来?新能源汽车开启2.0时代

2024.1.12

  2024年1月4日,比亚迪(徐州)钠离子电池项目开工,总投资100亿元,主要生产钠离子电池电芯以及PACK等相关配套产品,计划年产能30GWh。

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  2023年12月27、28日,两款搭载钠离子电池的A00级车型正式下线,分别为中科海钠与江淮钇为合作的花仙子、孚能科技与江铃集团合作的江铃易至EV3,是钠电池在新能源汽车应用市场的重要突破,标志着钠电池产业化运用的里程碑成果。

  2024年1月5日,钠离子电池迎来了属于自己的“高光时刻”,来自中国的新能源汽车品牌江淮钇为在安徽安庆正式向用户批量交付全球首款钠电池车,标志着钠离子电池产业化迈出最重要的一步。

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  钠离子电池在汽车圈并非新事物,在很多人看来,新能源汽车价格下探的最佳手段,就是换装钠离子电池。过去两年中,全球锂资源的持续紧缺与价格高企,让钠离子电池作为一种锂电的替代选择,快速收割了一波市场热度。

  钠离子电池的最大优势

  两个关键词:便宜、稳定

  便宜

  钠和锂同为矿产资源,却存在天壤之别。钠是地球上最丰富的元素之一,在海水中含量高达1.08%,而锂在海水中含量只有0.0017%。同时,钠离子电池正极不需要使用稀有贵金属如钴、镍等,制备相对简单,开采成本便宜。在国际市场上每吨价格只有200美元左右,而锂每吨价格高达1万美元左右。再加上我国锂资源的对外依赖度还非常高,外界将钠离子电池看作是降低电池制造成本重要突破,是践行可持续发展的重要选择。

  耐热又抗冻

  钠离子电池的优势不只有成本,其在高温环境下能表现出较好的稳定性。很多购买纯电动车的用户最怕的就是电池起火,而锂离子电池保障电池安全几乎全靠外部物理结构,即通过阻断的方式防止热失控。钠离子电池则不同,良好的稳定性是其先天基因,若在此基础上再加上一道“铠甲”,无异于上了双重保险,理论上能在更大程度上告别热失控。

  低温稳定性是钠离子电池另一大优势之一。南方纯电动车满街跑,东北用户谈电色变,根源正是动力电池的抗寒能力弱。一款纯电动车明明标注着续航400km,但如遇零下天气续航里程就会大打”折扣“。据孚能科技公布的数据,旗下第一代钠离子电池在-20℃的环境下,仍有90%以上的放电保持率。这样来看,钠离子电池很有可能成为纯电动车攻坚寒冷地区的有力武器。

  钠离子电池的这些优势表明,其在产品属性的终极目标上是具有绝对优势的,这也是众多企业一直布局钠离子电池的原因。不过,钠离子电池能力存在一定局限性。

  局限性

  钠体积比容量低于锂,意味着同样容量的钠需要更大体积和重量。

  钠化学活性高于锂,意味着需要更稳定和耐久的正负极材料和隔膜。

  目前,钠还没有成熟和统一的标准化系统和产业链,因而其大规模应用仍面临一些挑战。

钠离子电池国内产业布局      

但值得注意的是,许多企业和研究机构已经在积极布局钠离子电池产业。例如,一些国内的企业已经开始建设大规模的钠离子电池生产线,而一些研究机构也在探索更高效的生产工艺和新型材料。

  国内部分企业钠离子电池布局:

宁德时代开发出第一代商业钠离子电池,预计2023年将形成基本产业链。
中科海钠1、与三峡能源合作,共同建设全球首条钠离子电池规模化量产线。规划产能5GWh,分两期建设,
一期1GWh将于2022年正式投产。
2、与华阳股份合作,共建年产能2000吨(~0.8GWh)的钠离子正/负极材料生产线(2021),
2022年投产,并于2023年扩产至10GWh。
钠创新能源1、预计2022年年产8万吨铁酸钠正极材料生产线投产,由浙江医药投资15亿建立(持股40%)
2、Pre-A轮融资,着手万吨级铁酸钠基正极材料及其电解液的生产。
鹏辉能源进入钠离子电池中试阶段。
欣旺达拥有钠离子电池补钠、钠离子电池及制备的多项专利,与南开大学合作设立院士工作站。目前暂未量
产钠离子电池。
星空钠电2019年进入量产,推出世界首条钠离子电池生产线。
ST猛狮21年H1半年报披露已完成交付小批量18650圆柱钠离子电芯,即将合作大批量生产。
众钠能源2021年开发出全球第一款硫酸铁钠电池,第一代量产产品将于2022年年内启动交付。
汉行科技研发出高性能普鲁士蓝正极材料和煤基碳负极材料。

钠离子电池及储能行业主要政策一览

政策支持也是推动钠离子电池行业发展的重要因素。

颁布时间政策核心要点
2016.5《国家创新驱动展战略纲要》加快核能、太阳能、风能、生物质能等清洁能源和新能源技术开发、装备研制及大规模应用,攻克大规模供需互动、储能和并网关键技术。
2016.6《中国制造2025-能源装备实施方案》开展能源互联网核心装备(包括面向多能流的能源交换与路由、储能、能气转换等装置)技术攻关。
2017.1《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》未来10年内分两个阶段推进相关工作,第一阶段实现储能由研发示范向商业化初期过渡:第二阶段实现商业化初期向规模化发展转变。
2018.2《关于提升电力系统调节能力的指导意见》在调峰调频需求较大、弃风弃光突出的地区,结合电力系统辅助服务市场建设进度,建设一批装机容量1万千瓦以上的集中式新型储能电站,在“三北地区部署5个百兆瓦级电化学储能电站示范工程开展在风电、光伏发电项目配套建设储能设施的试点工作。敲励分布式储能应用。
2019.1南方电网《电网公司关于促进电化学储能发展的指导意见》文中要求把握储能发展的重大机遇,将储能作为推动发展、解决问题的重要手段,密切跟踪储能技术发展,积极推动储能多方应用。
2019.6国家教育部等《储能技术专业学科发展行动计划(2020-2024)》要求加快培养储能领域高层次人才,增强产业关键核心技术攻关和自主创新能力,推动储能产业高质量发展。
2019.7国家能源局等《关于促进储能技术与产业发展的指导意见(2019-2020年行动计划)》要求加强对先进储能技术的研究,使得我国储能技术在未来5~10年甚至更长时期内处于国际领先水平。计划从储能技术研发指导到储能安全标准建设等6个方面做出要求,首次提出要规范化电网侧储能发展,研究项目投资回收机制。
2020.1国家能源局《关于加强储能标准化工作的实施方案》要求积极推进储能标准制定,鼓励新兴储能技术和应用的标准化研究工作。
2020.1《储能技术专业学科发展行动计划(2020-2024年)》展行动计划(2020-2024年)》增设若干储能技术本科专业、二级学科和交务叉学科,储能技术人才培养专业学科体系日趋完备,本硕博人才培养结构规模和空间布局科学合理,推动建设若干储能技术学院(研究院),建设一批储能技术产教融合创新平台,推动储能技术关键环节研究达到国际领先水平,形成一批重点技术规范和标准,有效推动能源革命和能源互联网发展。
2020.2国家电网《公司2020年重点工作任务的通
知》
要求推进源网荷储协同互动,提升负荷调控能力,深化新一代电力调度专业应用,发挥好风光储输等已建成示范工程的科技引领作用。
2020.3国家标准化管理委员会《2020年全国标准化
工作要点》
文件中提到,将推动新能源并网发电、电力储能、电力需求侧管理等重要标准的制定。
2020.4国家能源局《关于做好可再生能源发展“十四
五”规划编制工作有关事项的通知》
文件指出,优先开发分布式可再生资源,大力推进分布式可再生电力在用户侧就近利用,结合储能、氢能等新技术,提升可再生能源在区域能源供应中的比重。
2020.5国家能源局《关于建立健全清洁能源消纳长
效机制的指导意见(征求意见稿)》
要求加快形成有利于清洁能源消纳的电力市场机制、全面提升电力系统调节能力和着力推动清洁能源消纳模式创新,鼓励推动或参与电储能建设,以促进清洁能源高质量发展
2021.1工信部《关于在我国大力发展钠离子电池的提
案的答复》
答复中表示,锂离子电池、钠离子电池等新型电池作为推动新能源产业发展的压舱石,是支撑新能源在电力、交通、工业、通信、建筑、军事等领域广泛应用的重要基础,也是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑之一。



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