全国首个!钠电池晋级储能新秀,硬碳负极材料成突破关键
2024-05-16

继成功切入二轮车和动力汽车领域后,钠离子电池应用再次迎来重大突破。

5月11日,我国首个大容量钠离子电池储能电站在广西南宁投运,装机规模达10MWh。这是国家“百兆瓦时级钠离子电池储能技术”项目示范工程的一期工程,也是钠电池储能技术首次实现规模化应用。

双碳背景下,以电化学储能为代表的新型储能迅速崛起。国家能源局数据显示,截至2023年底,锂离子电池储能占已投运电池储能的97.4%,占绝对主导地位。

钠电池作为后来者,上行空间广阔。我国2022年将钠电池列入《“十四五”能源领域科技创新规划》,2023年工信部等六部门发文明确“加快研发钠离子电池等新型电池”。业内机构预测,2030年钠电池在储能领域的渗透率将超20%,出货量将达420GWh。

钠电池缘何能异军突起,成功在锂电霸权下点燃星星之火?

在动力汽车和新型储能两大下游市场需求旺盛的情况下,锂电池存在原料供应不足、很多关键材料并未实现全国产化,对外依赖度高的问题,供需失衡导致成本居高,很难支撑起市场的可持续快速发展。同时,易出现热失控引发安全事故、极端环境下性能缩水等技术瓶颈也制约了锂电池的应用空间。

钠电池的出现,弥补了锂电池的不足。其原料储量丰富、便于提取,是成本最低的电化学储能技术,专家表示“钠离子电池进入规模化发展阶段,成本造价可降低20%至30%”。性能方面,钠电池快充和倍率性能好,充放电速度快;安全性好于锂电池,在过冲过放、短路、针刺等测试中能做到不起火、不爆炸;高低温性能优异,可在-40℃-80℃的宽温阈下正常工作,从容应对储能可能出现的极寒酷暑等极端环境。

钠电未来可期,但能量密度和循环寿命存在短板,负极性能的提升成为钠电池突破的关键。

目前钠电负极材料研究方向主要有无定型碳材料、合金类材料、金属氧化物以及有机化合物。无定型碳中的硬碳来源广泛、储钠能力强,成为钠电厂商的负极首选材料。

图:华明胜硬碳负极(颗粒)

在硬碳制备技术不断迭代下,钠电池与锂电池在容量上的差距正逐步缩小。华明胜推出的PHC300/RHC330/RHC350三款硬碳负极材料,容量从300mAh/g至350mAh/g不等,首次效率超92%。新型储能作为钠电池未来发展方向之一,是华明胜重点关注的市场领域,目前正在加速推进硬碳负极材料核心技术攻关。