鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg,可與磷酸鐵鋰電池相媲美,但是其成本優(yōu)勢(shì)明顯,有望在大規(guī)模儲(chǔ)能取代鉛酸電池。低成本鈉離子電池有望在低速電動(dòng)車、電動(dòng)船、家庭儲(chǔ)能、電網(wǎng)儲(chǔ)能等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

什么是鈉離子電池？

鈉離子電池是一種二次電池（充電電池），主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作，與鋰離子電池工作原理相似。在充放電過程中，Na+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫出：充電時(shí)，Na+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極；放電時(shí)則相反。

由于地球上鈉元素資源豐富，鈉離子電池與鋰離子電池有類似的工作機(jī)理，都是通過離子的嵌入和脫出實(shí)現(xiàn)其儲(chǔ)能過程，鈉離子電池有望成為未來大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的電化學(xué)儲(chǔ)能器件，成為目前電化學(xué)能源工程研究的熱點(diǎn)。

鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域很有潛力

此前，由于鋰離子電池在手機(jī)等電子產(chǎn)品方面的大規(guī)模應(yīng)用，推動(dòng)了鋰離子電池業(yè)的快速發(fā)展。此后，由于特斯拉的帶動(dòng)，鋰離子電池又逐步進(jìn)入動(dòng)力領(lǐng)域。也正是由于鋰離子電池業(yè)的快速發(fā)展，電化學(xué)儲(chǔ)能選擇了鋰離子電池技術(shù)。

鋰電池安全性相對(duì)不高，且鋰電池燃燒后產(chǎn)生的有機(jī)氣體也會(huì)破壞環(huán)境、造成安全風(fēng)險(xiǎn)。相對(duì)而言，鈉離子電池在資源方面更容易得到，鈉系電池的幾條技術(shù)路線，安全性相對(duì)鋰電也要高得多，電池的環(huán)保性也比鋰電要高。因此這一技術(shù)在儲(chǔ)能領(lǐng)域很有潛力。

如今，鈉離子電池應(yīng)用示范項(xiàng)目已在上海超碳中心落地，通過這個(gè)示范工程，今后將更加有利于鈉離子電池大規(guī)模地應(yīng)用于電力儲(chǔ)能領(lǐng)域，結(jié)合智能電網(wǎng)服務(wù)于百姓。未來3至5年內(nèi)，鈉離子的產(chǎn)業(yè)化能夠大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)，整個(gè)儲(chǔ)能市場(chǎng)前景相當(dāng)美好。

據(jù)悉，從資源和成本的角度出發(fā)，鈉離子電池被認(rèn)為是人類目前最有可能用作大規(guī)模儲(chǔ)能的電池體系。對(duì)于鈉離子電池的開發(fā)，現(xiàn)在美國，英國，日本等各國都處于小試階段，真正意義上的鈉離子電池大規(guī)模生產(chǎn)尚無報(bào)道。

2019年3月29日，中科海鈉科技有限責(zé)任公司自主研發(fā)的30kW/100kWh鈉離子電池儲(chǔ)能電站在江蘇省溧陽市成功示范運(yùn)行。未來可能將鈉離子電池應(yīng)用到大規(guī)模的儲(chǔ)能，目前已知的鈉離子電池正極材料或多或少都會(huì)存在一定的問題，尋找新的具有高能量密度和功率密度的鈉離子電池正極材料，才是提高鈉離子電池性能的重要途徑，也是使鈉離子電池早日應(yīng)用到大規(guī)模儲(chǔ)能的關(guān)鍵。

相對(duì)而言,鈉離子電池在資源方面更容易得到,鈉系電池的幾條技術(shù)路線,安全性相對(duì)鋰電也要高得多,電池的環(huán)保性也比鋰電要高。

鈉離子電池在儲(chǔ)能中的優(yōu)勢(shì)

鈉離子電池優(yōu)勢(shì)一：性價(jià)比高

鈉離子電池的配件相應(yīng)的比鋰離子電池要便宜，另外鈉的化合物可以作為電極材料，這也是降成本的一個(gè)主要方向。鈉鹽原材料儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料，原料成本降低一半。

鈉離子電池優(yōu)勢(shì)二：鈉離子電池?zé)o過放電特性

由于鈉離子電池?zé)o過放電特性，允許鈉離子電池放電到零伏。鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg，可與磷酸鐵鋰電池相媲美，但是其成本優(yōu)勢(shì)明顯，有望在大規(guī)模儲(chǔ)能中取代傳統(tǒng)鉛酸電池。

鈉離子電池優(yōu)勢(shì)三：可以沿用現(xiàn)有的生產(chǎn)工序

鈉離子電池的工作機(jī)制與鋰電池相同，電池企業(yè)的現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備可以直接用來生產(chǎn)鈉離子電池。因?yàn)榛静恍枰O(shè)備投資，所以各家企業(yè)容易將其作為替代電池開展生產(chǎn)。

以上就是鈉離子儲(chǔ)能電池的介紹，鈉離子電池有望于2020年前投入量產(chǎn)。在正常的充放電情況下，鈉離子在正負(fù)極間的嵌入脫出不破壞電極材料的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)。從充放電可逆性看，鈉離子電池反應(yīng)是一種理想的可逆反應(yīng)。因此，發(fā)展針對(duì)于大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用的鈉離子電池技術(shù)具有重要的戰(zhàn)略意義。