目前，在鈉離子電池基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)速度等方面，中國企業(yè)都處在國際領(lǐng)先地位。中國有機會引領(lǐng)鈉離子電池技術(shù)發(fā)展趨勢，在全球范圍內(nèi)率先實現(xiàn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化。
近日，中國工程院院士陳立泉在2021年中國電動汽車百人會云論壇上指出：“如果全世界的車都采用鋰離子電池，全世界的電能都用鋰離子電池儲存，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？又何時能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化？
差異化優(yōu)勢顯著
近年來，在各國政府大力支持下，鋰離子電池在新能源汽車行業(yè)迅速推廣應(yīng)用。但是，隨著全球化學(xué)電池市場快速發(fā)展，最“火熱”的鋰離子電池逐漸暴露出劣勢，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”。
“如果全世界可開采的鋰都用于制造動力電池，最多只能驅(qū)動14.5億輛電動汽車。實際上，鋰還用于核工業(yè)、玻璃陶瓷等行業(yè)。因此，鋰是不夠用的。”中國科學(xué)院物理研究所研究員胡勇勝在接受記者采訪時表示。
同時，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，碳酸鋰價格高達(dá)7.5萬元/噸，比去年上漲了3.3萬元/噸。我們預(yù)估后續(xù)還會上漲。這也是要發(fā)展鈉離子電池的重要原因。” 胡勇勝指出。
另據(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格波動，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現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”胡勇勝進(jìn)一步補充道。
新能源汽車獨立研究者曹廣平指出，鈉離子電池具有鈉資源儲量豐富、可采用濃度更低的電解液和無過放電問題等差異化優(yōu)勢。因此，鈉離子電池適用于通訊基站、電網(wǎng)儲能和低速電動汽車等能發(fā)揮其差異化優(yōu)勢的領(lǐng)域。
曾受冷落現(xiàn)獲新生
據(jù)了解，我國目前電力消費在終端能源消費的比重已達(dá)到21%，隨著電動汽車的飛速發(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)害也會對電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響。例如，近期的極寒天氣導(dǎo)致美國多地遭遇大面積停電，得州數(shù)百萬人陷入黑暗。
“這都體現(xiàn)了發(fā)展儲能的重要性。而鋰離子電池難以同時支撐電動汽車和電網(wǎng)儲能兩大產(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起步，但因當(dāng)時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，大家意識到了發(fā)展可再生能源離不開大規(guī)模儲能，便開始重新投入鈉離子電池的研究。實際上，2006年就有‘發(fā)展大規(guī)模儲能鋰資源是否夠用、鋰離子電池能否頂上去’的擔(dān)憂。”
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。科技界在鈉離子電池電極材料和電解質(zhì)材料開發(fā)、表征分析、儲鈉機制探索和電芯技術(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，專利申請數(shù)量逐年遞增。
中國仍有主導(dǎo)機會
隨著電動汽車、智能電網(wǎng)時代的到來，鈉離子電池成為各國競相發(fā)展的儲能電池，國內(nèi)外均有研究機構(gòu)和企業(yè)試圖在鈉離子電池產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前搶占其市場制高點。
在新一輪儲能電池技術(shù)角逐中，中國有沒有機會在全世界率先實現(xiàn)鈉離子電池商業(yè)化？胡勇勝告訴記者：“隨著電動汽車的普及，需要大量用電，而現(xiàn)有的城市電網(wǎng)配置難以滿足需求，配以大型儲能電站給電動汽車充電是一個較好的選擇。能量密度不及鋰離子電池的鈉離子電池可能無法應(yīng)用于電動汽車。但是，在對電池能量密度要求不高的大規(guī)模儲能領(lǐng)域，鈉離子電池是極有前途的技術(shù)。”
在有效彌補鋰離子電池之不足的同時，鈉離子電池還可逐步替代環(huán)境污染嚴(yán)重的鉛酸電池，推動國內(nèi)清潔能源技術(shù)應(yīng)用邁上新臺階，為國內(nèi)能源安全和社會可持續(xù)發(fā)展提供保障。
目前，在鈉離子電池基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)速度等方面，中國企業(yè)都處在國際領(lǐng)先地位。因此，中國有機會獲得國際鈉離子電池產(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，在全世界率先實現(xiàn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化。
胡勇勝表示，鈉離子實現(xiàn)電池產(chǎn)業(yè)化是一項浩大工程，需要資金以及各類人才的支持。“希望各級政府能夠高度重視鈉離子電池的發(fā)展，做好頂層設(shè)計，并且希望有更多的人參與進(jìn)來。有政府引導(dǎo)市場，以及資金和政策上的支持，鈉離子電池定能在我國開花結(jié)果。”
