深圳新能源轿车~钠离子电池：在规划储能上被寄予厚望

日前，我国科学院物理研讨所孵化的高新技能企业中科海钠科技有限责任公司（以下简称中科海钠）、华阳新资料科技集团有限公司与山西转型归纳革新演示区办理委员会签署合约，将在太原建造年产2000吨钠离子电池正负极资料出产线。

2月20日，我国科学院物理研讨所研讨员、中科海钠创始人兼董事长胡勇胜在承受记者采访时表明，我国钠离子电池不论是在资料系统和电池归纳功能等技能研制方面，仍是在工业化推进速度、演示运用、专利布局以及规范拟定等方面均处于世界前列，已具有了先发优势。

新动力新星正在工业化路上加快

煤炭、石油、天然气等化石动力的开发令人类社会迅猛开展，而现代非化石动力的前进，也正引发新一轮动力革新。这一次，主角会是谁？

锂离子电池的呼声很高。但是，当锂离子电池在我国越来越多的范畴中大规划运用时，一个无法逃避的问题也让人越来越忧虑——我国的锂资源高度依托进口。有必要开发不依托于稀有资源、本钱较低的储能电池技能。

与锂离子电池技能最挨近的钠离子电池开端锋芒毕露。近年来，具有自主知识产权的相关效果不断涌现，以钠离子电池为“心脏”的智能电动自行车、低速电动车、家庭储能柜、储能电站、园区/景区参观电动车等相继问世，许多效果在世界上均为初次发布。

在科技部高技能研讨开展中心近期安排的“2020年度我国科学十大开展”评选中，钠离子电池研讨当选30项候选效果。

作为新动力的一颗新星，钠离子电池正在工业化的道路上加快向前，或成为我国引领新一轮动力革新的时机。

“钠”士招贤补偿“锂”所不逮

全球规划来看，锂资源散布极不均衡，约70%发布在南美洲。现有数据显现，现在我国80%的锂资源依托进口。

“锂离子电池尽管已成为占有全球电化学储能规划商场80%比例的‘肯定一哥’，但其资源的稀缺性和较高的本钱，导致其工业大规划开展面对天花板。”胡勇胜在承受记者采访时表明。

怎么破题？找出平价替代品是燃眉之急。

因而，与锂离子电池具有相同作业原理和类似电池构件的钠离子电池迎来了大好的开展时机。

与锂离子电池类似，钠离子电池依托钠离子在正负极之间可逆脱出和嵌入完成电能的存储与输出。

钠资源在地壳中的储量极其丰富，地壳丰度是锂的1000倍以上。钠离子电池在本钱方面现已展现出明显的优势，假如贮存相同的能量，本钱会比锂离子电池少30%左右。因为电池结构类似，现有的大部分锂离子电池出产设备可直接投入到钠离子电池出产中，在本钱操控方面更进一步。

在工业化进程中，价廉很重要，但物美更重要。胡勇胜告知记者，钠离子电池的归纳功能显现出多重优势。

跟着研讨的不断深入，研讨者发现钠离子电池具有较好的功率特性、宽温度规划适应性、安全功能和无过放电问题等优势。别的，钠离子电池的正负极均可选用铝箔集流体，然后可进一步提高钠离子电池的能量密度，使钠离子电池向着低本钱、长寿数、高比能和高安全的方向跨进。

胡勇胜举例，现在常用的手机锂离子电池大约一个小时才干充溢电量，而钠离子电池用十几分钟乃至更短时刻就可以充溢。冬日锂离子电池因低温“停工”现象频见报导，而钠离子电池在低至-30℃、高至80℃的环境中，其放电特性仍然很好，足见其环境友好之特性，非常“皮实”，经得起折腾。“咱们做过实验，用钢针刺入钠离子电池，人为使其短路，发现没有起火或爆破。”

廉价、“皮实”、安全，未来钠离子电池很可能成为锂离子电池的重要弥补技能。

打破技能瓶颈拓展运用规划

正极、负极、电解液是钠离子电池的三大要素。其间，大部分正极资料面对稳定性差、循环寿数短、本钱较高级瓶颈问题。

为处理这些问题，胡勇胜科研团队绕过了锂离子电池常用正极资猜中的高价格元素镍、钴等，运用铜、铁和锰等比较廉价的常见元素，研讨出一种低本钱、高稳定性、长寿数的钠离子电池层状氧化物正极资料系统。

此前，该团队与世界学者协作，宣布了有关钠离子电池正极资料的研讨效果。

依托物理所钠离子电池技能团队，中科海钠于2017年建立，成为其时国内首家专心于钠离子电池研制与出产的高新技能企业。现在，中科海钠已取得2次融资合计5800万用于中试技能开发，已建成钠离子电池正负极资料百吨级中试线及百万安时电芯线，研制出软包、铝壳及圆柱电芯等许多产品，能量密度在100—150瓦时每千克之间，是铅酸电池3倍以上，循环寿数超越4500次。前不久，北京市科委科技协作中心安排专家组对其承当的课题进行检验，专家组给出的点评是：相关技能指标到达世界领先水平。

2017年年末，该团队研制出48V/10Ah钠离子电池组运用于电动自行车；2018年，该团队研制出72V/80Ah钠离子电池组，推出全球首辆钠离子电池电动汽车。

据悉，该团队现已在正极、负极、电解质、添加剂、粘结剂等要害资料方面取得了我国创造授权专利20余项（部分专利取得美国、日本和欧盟授权），在《科学》《天然》子刊等学术杂志宣布论文100余篇，被引证超越1万次。

这些科研效果将会相同扮演引擎人物，连续在中科海钠等一系列孵化企业中进行转化，为钠离子电池的商业化开展供应不竭动力。

在规划储能上被寄予厚望

气候变化是人类面对的全球性问题，我国由此提出了2030碳达峰和2060碳中和方针，这也意味着我国经济社会将迎来全面低碳革新。

2017年，我国工程院院士陈立泉就提出了“电动我国”的设想。这与我国构建全球动力互联网，以清洁和绿色方法满意全球电力需求的倡议不约而同。

那么，问题来了。

太阳能、风能是发生电力的首要可再生新动力，但它们具有随机性、间歇性、波动性等特色。太阳能光板在晴天、白地利能发电，但阴天、夜晚时就“歇菜”了。风能发电也跟风力和气候休戚相关。但是，现如今咱们却一刻都不能脱离电，决然无法忍受只要气候“给力”才有电的日子。

这就迫切需要大规划储能设备，首要是储能电站，将殷实的电能贮存起来，在发电少缺乏时刻用，确保电力平稳供应。

现在储能演示电站中，锂离子电池是“一哥”，但因为前文所提及的各种约束，锂离子电池无法一起支撑电动汽车和规划储能两个巨大商场，因而陈立泉院士以及胡勇胜研讨员等人，都在钠离子电池身上寄予厚望。

2019年，中科海钠推出全球首个100千瓦时钠离子电池储能电站，初次完成了钠离子电池在大规划储能上的演示运用。

“碳达峰、碳中和是我国的庄重许诺，是我国引领第三次动力革新的时机。”胡勇胜指出，新一轮动力革新的中心为可再生动力发电与规划储能，现在前者已挨近老练，而后者还在开展之中，在很多电化学储能技能中，因为钠离子电池具有资源丰富、低本钱、高安全、转化效率高、灵敏便利易于集成、呼应速度快、免保护等长处，因而是规划储能的抱负挑选之一。

因为巨大的储能商场及工业需求推进，结合我国完善的锂离子电池工业链，钠离子电池已然具有了在我国首先完成工业化和商业化的条件。

“信任在我国各级政府的顶层规划及相关方针大力支持之下，在产、学、研协同立异之下及社会资本的推进之下，钠离子电池必将为完成碳达峰、碳中和方针而发挥重要作用。”胡勇胜说。