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鈉離子電池加速從“實驗室”走向“應用場”

2025-10-21 09:08:58 科技日報   作者: 記者 吳葉凡  
不久前,在廣西南寧,全國首個大容量鈉離子電池儲能電站——伏林鈉離子電池儲能電站二期擴容工程正式投入運營,邁出了我國鈉離子電池儲能技術從實驗室到規模化應用的關鍵一步。

作為備受矚目的新型儲能技術,鈉離子電池憑借其獨特性能優勢,正加速邁向規模化應用。在近日舉行的2025“鈉離子電池產業鏈與標準發展論壇”上,多位專家學者圍繞材料研發、電池制造、市場應用等主題展開分享,為鈉離子電池產業發展建言獻策。

鈉離子電池成本低安全性高

鋰離子電池是當前最為普遍的電池類型,人們日常使用的手機、充電寶、電動汽車等產品,都以鋰離子電池作為能量供給來源。當前,受供需關系和開采工藝等原因影響,鋰資源成本不斷上漲。有數據顯示,六氟磷酸鋰價格在10月14日突破7萬元/噸大關,自10月8日起的5個交易日,其單噸價格猛增9500元,漲幅約16%。

除了不斷攀升的成本,鋰離子電池自燃、短路引發的安全事故時有發生,促使人們不斷尋求新型儲能技術,提升安全性。

雖然鈉離子電池與鋰離子電池工作原理類似,但鈉離子電池在電位、能量密度、安全性等方面,與鋰離子電池有所差異。鈉離子電池在高溫下的穩定性較高,熱失控風險相對較低,對過充過放的耐受性也相對較好。此外,鈉礦儲量豐富、分布廣泛且開采成本較低。憑借低成本、高安全性的顯著優勢,鈉離子電池熱度不斷攀升,受到業界、科研界、資本界的高度關注。

“鈉電池的未來不是與鋰電池搶市場,而是在鋰電池難以發力的方面,突出自身特色。”中國科學院院士李景虹認為,鈉離子電池應用應揚長避短,充分發揮其功率高、低溫性能好的優勢,在重型設備、調頻儲能等方面發力。

近年來,鈉離子電池產業化進程明顯提速。中國電子技術標準化研究院副院長郭楠說,當前,我國鈉電產業生態已初步形成,目前已經有超過200家企業布局,覆蓋關鍵材料、電池制造、系統集成等全產業鏈環節。

工業和信息化部電子信息司四級調研員王尋說,目前,我國在鈉離子電池的基礎研究、材料制備、電池設計與制造方面均取得重要突破,產品性能和質量不斷提升,應用領域逐步拓展。在儲能、低速電動車、通信基站備用電源等領域,鈉離子電池展現出良好應用前景。

在政策引導下,鈉離子電池產業迎來更廣闊發展空間。王尋介紹,今年工業和信息化部會同國家發展改革委等多部門印發《新型儲能制造業高質量發展行動方案》,進一步部署鈉離子電池等新型電池的發展,推動加速完善產業體系。記者注意到,該方案中特別提到,聚焦長壽命、高比能、寬溫域、高功率發展方向,推動大規模鈉電池儲能系統集成及應用技術攻關。

商業化應用迎來關鍵節點

“目前是鈉離子電池發展最為關鍵的時期,2026年將是鈉離子電池真正的商業化應用節點。”北京中科海鈉科技有限責任公司總經理李樹軍說,我國鈉離子電池已發展了15年,2011—2015年是基礎開發階段,2016—2020年是電池樣品化階段,2021—2025年是產業化階段。

如何完成從“實驗室”到“應用場”的“驚險一躍”?李樹軍提到了兩個關鍵詞:性能和成本。他說,能量密度就是成本,鈉離子電池未來必須提升能量密度,同時有計劃地進行規模化。隨著規模擴大與能量密度提升,鈉離子電池成本有望在未來兩三年內降低一半,實現可持續的商業化路徑。

技術突破是提升性能的核心。論壇上,多位學者分享了技術前沿探索工作。

李景虹說,磷酸釩鈉材料結構穩定,電壓平臺高,是較理想的正極材料之一;硬碳材料儲鈉容量高,同時其結構有利于鈉離子快速傳輸,商業化程度高,適宜作為負極。通過將兩者組合,同時輔以電解液材料創新,研究人員成功構建出高功率的鈉電池體系。實驗顯示,此類電池多項性能指標表現突出。

哈爾濱工業大學副研究員鄧亮介紹,他和團隊系統研究了磷酸焦磷酸鐵鈉、氟磷酸鐵鈉及兩種釩基磷酸鹽等材料,通過形貌調控、元素摻雜及表面包覆等手段提升其電化學性能。研究發現,正極材料性能的充分發揮需與耐低溫/高溫電解液、適配負極等系統部件協同優化,方能實現長循環與高倍率充放電。

此外,鄧亮還建議加大對鈉離子電池基礎研究和關鍵技術研發的支持力度,支持企業、高校、科研機構加強產學研合作,建立協同創新機制,加快成果轉化和應用。“同時,還要鼓勵企業加大研發投入,強化知識產權保護,讓經營主體進一步釋放創新活力。”鄧亮說。

行業標準化體系亟待完善

標準是產業發展的基石。論壇上,多位專家呼吁,盡快推進鈉離子電池標準體系建設,進一步完善標準框架,引導企業提升產品質量和技術水平,促進產業健康有序發展。

郭楠介紹,目前,中國電子技術標準化研究院正圍繞產業發展需求,積極開展標準體系的頂層規劃與設計,已牽頭完成《鈉離子電池術語和詞匯》和《鈉離子電池符號和命名》兩項行業標準的制定工作,填補了相關領域的空白。

同時,中國電子技術標準化研究院還協同產業鏈各方,推進10余項國家標準和行業標準制定工作,并牽頭4項鈉離子電池國際標準制定工作,涵蓋安全要求、性能測試、關鍵材料等多個方面。

值得注意的是,本次論壇上還發布了第六批鈉離子電池測評通過單位、首批鈉離子電池低溫性能測評參與單位、第二批鈉離子電池循環壽命1000次測評完成單位。

郭楠介紹,測評工作自啟動以來,已經對行業內40余家企業近50個產品型號進行了客觀公正的第三方測評。數據顯示,截至目前,測評產品的能量密度均值達到106瓦時每千克。“這一數據為行業提供了重要的性能參考指標,也客觀反映了當前鈉離子電池產品的技術發展水平。”郭楠說。

“后續我們將持續開展鈉離子電池檢測工作,包括循環壽命1000次和低溫性能測評等。”郭楠希望,通過建立公開、公平、公正的評價平臺,為政策制定、金融投資等提供權威可靠依據,引導產業技術進步和產品質量提升。




責任編輯: 張磊

標簽:鈉離子電池