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储能“戈尔迪之结”第1篇:进击的钠电

2023-11-06 14:35
储能严究院
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03|戈尔迪之结

不过,2023年已经接近尾声,尚没有企业完全公布钠离子电池量产的进展。虽然钠离子电池前景可期,但当前钠离子电池产业化仍然面临着诸多痛点。

难题一:下游需求的动力缺乏,市场前景不明确

一个有意思的现实是,钠离子电池的推动力主要来源于上游的制造商和资本市场,并非来自下游的终端市场需求。

这也同时是整个储能行业的现状。

现在的储能行业并没有独立的市场地位,其市场需求、价格都受到上游发电方如光伏、风电的牵制。低端产品、重复生产,将使市场地位不明确的储能行业,市场前景蒙上迷雾。

锂离子电池已相当成熟的终端市场里,如果没有更先进的技术,就不会给下游的市场带来需求的动力,最终导致难以实现产业化。

难题二:应用前景不明确,还没有经过大规模的场景验证

钠离子电池的性能还没有经过市场的大规模验证,其用在什么领域、电池路线是否正确、采用什么样的市场策略来铺开电池应用,都将影响钠离子电池产品的市场表现和占有率。

预计在未来5年内,钠离子电池会像锂离子电池的发展路径一样,先发展动力电池,比如安装到电动自行车、电动车、路灯基站等有大规模蓄电容量的场景中进行测试,确保安全之后,再确定储能领域的应用场景。

此外,根据媒体报道,也有业界人士表示,目前声称已研发出钠离子电池的头部企业,所研发的钠离子电池只有3500~4000次的循环寿命。未来如果钠离子电池真的要用在储能领域,循环寿命必须要达到1万次左右才可以。

难题三:正极材料选择难

虽然钠离子电池的生产技术、封装工艺、甚至电解液材料都可以完全照搬锂离子电池的生产,似乎看起来可以降低产业化投产的难度,比如直接改造锂离子电池生产线节约生产成本。但从技术角度看,钠离子电池目前面临的最大困难却是正极材料的选择。

正极材料是影响电池能量密度、循环寿命等性能指标的决定性因素。

正极材料也直接影响着电池生产的成本。

锂离子电池的产业化发展,目前已经确定了普遍采用镍、钴、锰或者镍、钴、铝的三元结构和磷酸铁锂结构。但钠离子电池的正极材料目前还处于研发阶段,进展缓慢。并且,钠离子电池的正极材料种类超过100种,目前选用较广泛的三种材料分别是:过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝(白)类化合物。

目前,明星初创企业中科海钠、钠创新能源均宣布采用研发难度相对较小、成本相对较低的“层状过渡金属氧化物”技术路径,但两家公司的具体材料配方有所不同。

宁德时代研发的钠离子电池,正极技术路径则是选择的“普鲁士白类化合物”。而使用普鲁士白类化合物,如何保证极板中没有水,是研发的关键也是难点,否则会严重威胁电池的使用安全。

值得注意的是,虽然钠离子电池研发的热门企业纷纷立下口号,致力于提升钠离子电池的电池循环寿命,但是大部分企业并没有明确透露现有的电池循环寿命或研发进展,这可能就是源自于钠离子电池正极材料研发的不确定性:或研发成本过高,或技术门槛依旧难以攻克。

△钠离子电池三类正极材料技术比较

据统计,无论是动力电池领域,还是储能电池领域,锂离子电池在当下的中国市场上依旧占据绝对主导地位,从以下的数据可见一斑:

根据上海证券报的报道和公开数据统计,2023年前三季度(即2023年1月~9月),中国动力电池和储能电池的合计产量达到533.7GWh,同比增长44.9%,其中动力电池的产量占比达到约92.1%。而从电池类型产量看,三元动力电池和磷酸铁锂动力电池的产量已合计占据了超过99%的动力电池产量份额,其他类型动力电池仅有不到0.5%的产量份额。

另据一项截至2023年6月的统计,新增储能电池销量领域,磷酸铁锂储能电池的销量占比超过99%。

可见,钠离子电池要全面取代锂离子电池的市场主导地位,难度似乎不小。

对此,唐有根分析称,钠离子不会完全取代锂离子电池,在北方低温储能体系、短程动力等方面将展现出较大优势,与锂离子电池形成互补关系。

另有业内人士认为,在百花齐放的电化学储能领域,每一种技术各有优劣,很难说哪一种技术是最先进的,哪一种技术就是落后的。

伴随未来储能市场需求的多样化发展,以及发展长时储能的潜在需求,储能技术一定也会是多样化发展。

无论是锂离子电池还是钠离子电池,在储能终端市场的应用中,两者必然都能找到其差异化需求的存在。而现有的各类储能技术,从行业的发展目标来看,更应该是互补并进式的发展战略,而不是替代更换式的技术发展战略。

       原文标题 : 储能“戈尔迪之结”·第1篇:进击的钠电

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