充电更快、寿命更长！科学家开发出需要较少稀有材料的钠离子电池

瞻观前沿

代尔夫特理工大学的研究人员Marnix Wagemaker和Alexandros Vasileiadis最近与中国科学院的研究人员合作在《自然能源》杂志上发表了一篇关于快速充电钠离子电池和负极改进的论文。通过开发快速充电能力和用有机材料增强负极，减少对稀有非欧洲材料的依赖，从而获得了先进的钠离子电池技术。此外，他们还改进了阴极，创造了一种高能、快速充电、无钴材料，由于其在使用过程中逐渐发生结构变化，因此使用寿命更长。

图片来源：代尔夫特理工大学

技术价值观察

储能电池产业链可分为上游原材料及设备、中游储能系统及集成、下游电力系统储能应用。储能电池上游的原材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及结构件等;上游的集成系统设备主要包括涂布机、搅拌机等。产业链中游主要为储能系统的集成与制造，对于一个完整的储能系统，一般包括电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)以及储能变流器(PCS)四大组成部分。产业链下游的应用场景主要发电侧、电网侧和用户侧的电力系统储能。

钠离子电池，是一种利用钠离子在正负极之间的运动进行充电和放电的电化学储能设备。科学家开发出需要较少稀有材料的钠离子电池。因此，从储能电池产业链上看，该电池技术处于产业链的上游环节。

宏观市场观察

——钠离子电池在部分细分领域存在替代空间

目前钠离子电池行业主要竞争产品为锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、铅酸电池等。通过计算钠离子正负极能量密度差异，可以得出在相同技术条件下，钠离子的能量密度约为锰酸锂电池和磷酸铁锂电池能量密度的0.7-0.8倍。基于钠离子电池在安全性、成本等方面具有独特优势，使其有望在锂离子电池之外，成为另一种实现大规模商业化应用的二次电池技术。

然而，预计钠离子电池规模化量产与大规模商业化应用尚需时日，与锂离子电池的应用竞争格局短期内不会有明显变化。未来，随着技术攻关与产业链布局完善，钠离子电池在低速电动汽车、两轮电动车、家庭/工业储能、5G通信基站、电动船舶等细分领域，对目前大量应用的铅酸电池与锂离子电池存在一定的替代空间，发展前景广阔。

——2023年被视为钠离子电池产业化元年

目前，钠离子电池仍处于产业化初期，布局的企业相对较少，企业投身钠离子电池领域，资源储量丰富且成本低廉是重要驱动力。从企业技术路线布局来看，中科海纳、传艺科技、孚能科技等众多企业均布局层状氧化物钠离子电池;钠创新能源、鹏辉能源、众钠能源为布局聚阴离子类钠离子电池的代表企业;宁德时代则布局普鲁士类钠离子电池。整体而言，各企业钠离子电池制备技术逐步趋向成熟，均在2023年实现量产或产能提升，推动钠离子电池量产进程提升。

——钠离子电池技术投资潜力评估：层状氧化物钠电池综合投资潜力较大

整体来看，层状过渡金属氧化物钠电是当前发展最快的钠离子电池技术，产业化道路较为清晰，入局企业较多;相较于其他钠离子电池技术路线，层状氧化物钠电在能量密度、循环寿命、安全稳定性等方面更具优势。

——政策推动钠离子电池技术攻关、应用示范与规模化生产

中国高度重视钠离子电池技术的研发应用，国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部等相关部门已出台多项扶持政策。2022年，中国将钠离子电池列入《十四五能源领域科技创新规划》，支持钠离子电池前沿技术和核心技术装备攻关。科技部在十四五期间实施的储能与智能电网技术重点专项中，也将钠离子电池技术列为子任务，积极推动钠离子电池的规模化生产以及在储能、两轮电动车领域的应用示范。2023年1月，工信部等六部门印发了《关于推动能源电子产业发展的意见》，明确提出要加快钠离子电池技术突破和规模化应用。政策层层加码，推动未来钠离子电池技术向前沿技术攻关、细分领域应用、规模化生产与应用等目标发展。

——钠离子电池向低成本、高密度、长寿命方向发展

当前，钠离子电池技术的发展正处于快速演进和创新的阶段。从整体趋势看，目前钠离子电池向着低成本、高密度、长寿命方向不断发展，进而带动细分领域的技术随之变化。

中国钠离子电池技术赛道热力图

根据产业热力图显示，与钠离子电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华南和华中地区，并且以深圳市为重点发展区域，未来布局钠离子电池技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南华中地区优先导入，其中可重点关注广东省深圳市罗湖区、光明区和宝安区、湖北省鄂州市华容区所处钠离子电池的相关企业，以及该地方对于半钠离子电池产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

经济学人APP资讯组

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标签： 离子 电池 技术 随笔