储能业的“钠”些事

2021-12-06 10:20:57 太阳能发电网
近日,有关新能源的话题频频登上热搜,锂电池作为新能源发展中的重要资源,价格也是一骑绝尘。“有锂走遍天下”“有锂必涨”等网络热词层出不穷。同时,为实现“双碳”目标,国家近期出台的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确表示,要开展低碳零碳负碳和储能新材料、新技术、新装备攻关。由此可见,储能将是未


近日,有关新能源的话题频频登上热搜,锂电池作为新能源发展中的重要资源,价格也是一骑绝尘。“有锂走遍天下”“有锂必涨”等网络热词层出不穷。同时,为实现“双碳”目标,国家近期出台的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确表示,要开展低碳零碳负碳和储能新材料、新技术、新装备攻关。由此可见,储能将是未来能源发展中的关键所在。

锂资源价格一骑绝尘

今年以来在各类市场中,锂资源价格上涨明显。数据显示,今年初,电池级碳酸锂的价格在5.5万元/吨左右;最近,碳酸锂的价格已经超过了19万元/吨,涨了将近3倍多。二级市场中,锂电池指数从年初的900点左右,上涨到现在的超过1700多点,市场中有个别公司的估值在一年之内也翻了好几倍。

有业内人士表示,今年锂资源价格的普涨是由多方面因素导致的。首先,因为今年总体供给偏紧,有缺货现象存在,大家担心价格还会涨,造成有人囤货。另外一方面的原因是需求的强劲增长。从供求角度来讲,由于全球电动车、储能等领域飞速发展,导致对锂产品的需求量急剧上涨,而锂项目从选址、设计、建设到投产,需要一定的周期,这就导致供应端产品跟不上需求的扩张。

有统计数据显示,在全球电化学规模储能示范项目中,锂离子电池的占比高达80%。

锂离子电池的需求量极大,但是我国在锂资源开发方面还存在不小的难度,进口比重较大。有专家建议,从国家战略和能源储备产业发展看,新材料电池研发应尽早提上议事日程。

钠离子电池进入选择视野

近段时间由于锂资源价格的不断飙升,网络平台上各种各样的离子电池层出不穷,钠电池、钾电池、钒电池,等等。

做了十年钠离子电池基础研究的中国科学院物理研究所胡勇胜说:“作为最接近锂离子电池技术的钠离子电池,应该是最快能够大规模使用的。”他表示,在二十世纪六七十年代,出现了能在高温下运作、使用金属钠做负极、单质硫做正极的高温钠硫电池。

胡勇胜还表示,与其他离子电池相比,钠与锂在元素周期表中更为接近,因此也具有更多方面的优势。首先,相比锂资源的稀缺与分布不均,钠资源可谓储量丰富且分布广泛,这就使得钠离子电池的制造成本更低且无发展瓶颈。其次,在锂离子电池的许多材料中,镍和钴是不可或缺的元素,但这些都是贵金属。而钠离子电池不一样,在现有的技术条件下,钠离子电池在正极材料上可脱离这些贵金属,转而使用更为廉价的金属,在负极材料上也获得了最高的性价比。

“电解液是连接正极与负极的桥梁,也是离子传输的必经之路。按常理来说,电解液中离子浓度越高,越有利于离子的传导。但浓度的上升也会带来黏度变大等其他问题,故不能一味地追求高浓度。”胡勇胜说,“相比锂离子,即使低浓度的钠盐电解液也能同样具有较高的离子电导率,从而减小了黏度所带来的影响。”

胡勇胜说,钠离子电池比锂离子电池有更优的倍率性能,即可以在短时间内充满电且容量保持率高。电池可以正常工作的温度区间也比锂离子电池好。相比锂离子电池,钠离子电池可以在低至约-40℃、高至约80℃的环境中正常工作。

有人觉得钠的性质比锂更为活泼,制造出的电池安全吗?对此,胡勇胜表示:“这点大可不必担心。为了避免由此带来的安全问题,钠离子电池不会选用金属钠单质作为负极材料,而会选用碳类材料作为负极、钠的化合物作为正极。无论是碳类材料还是钠的化合物都是稳定的。在安全性测试中,钠离子电池能展现出良好的安全性能。”

事物都具有两面性,钠离子电池也有自身短板,需要进一步进行技术攻关。有专家表示,钠离子的体积比锂离子大很多,假设锂离子是乒乓球大小,钠离子大概就有足球大小,所以在游走时的速度就较慢,不易击穿电池隔膜,同时,这个“大家伙”携带的电子量实际比锂还低,这就导致了一个缺点——能量密度较低,也就是体积大小相同的时候,钠离子电池释放的能量要比磷酸铁锂电池释放的能量要少。除此之外,有数据显示,拿循环寿命相比,目前磷酸铁锂电池的循环寿命已经达到了10000次,而钠离子电池的循环寿命只能达到5000次,如果储能时间足够长的话,钠离子电池的寿命仍待提升。


作者: 来源:经济参考报 责任编辑:admin

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