我国将开展钠离子电池标准制定 水系钠离子电池发展趋势预测

我国将开展钠离子电池标准制定

近期，我国工信部表示，将组织有关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定，并在标准立项、标准报批等环节予以支持。同时，根据国家政策和产业动态，结合相关标准研究有关钠离子电池行业规范政策，引导产业健康有序发展。将在“十四五”相关规划等政策文件中加强布局，从促进前沿技术攻关、完善配套政策、开拓市场应用等多方面着手，做好顶层设计，健全产业政策，统筹引导钠离子电池产业高质量发展。科技部将在“十四五”期间实施“储能与智能电网技术”重点专项，并将钠离子电池技术列为子任务，以进一步推动钠离子电池的规模化、低成本化，提升综合性能。

水系钠离子电池优势在于非水电解质用于钠离子电池有着显著的优点，但也存在一些明显的不足。如对体系中的痕量水敏感，对有些钠盐的溶解能力差，所用的有机溶剂易燃、易挥发、易渗漏，在生产和使用过程中会引发严重的安全隐患。离子液体电解质有良好的热稳定性和电化学稳定性，宽的电化学窗口、无污染易回收等优点，但是这类电解质有相对较高的黏度和相应低的离子电导率，并且价格昂贵。固体电解质有成本低、安全性能好、易加工成型等优点，但是其室温离子电导率差，与电极材料之间的界面阻抗较大。

据中研普华研究报告《2021-2025年中国水系钠离子电池行业发展分析与投资预测报告》分析

钠离子电池目前处于产业化初期，短期内难以与锂离子电池直接抗衡，更可能承担补充/备选角色，其应用场景更可能是非锂电池主流应用领域，如低速电动车、部分储能、工程机械、基站通信备用电源等领域。在产业链的完善、产品系列的丰富、性能的成熟、标准的制定、市场的认可等方面，钠离子电池仍然有很长的路要走。

水系钠离子电池发展趋势预测

相比于上述的传统二次电池，有机系离子电池以离子在正负极的嵌入脱出和在两极间扩散作为充放电基本原理，具有能量密度高，倍率高和循环寿命长的特点。在性能上可以满足储能系统的技术要求。然而，由于其大量使用易燃的有机电解质，在生产和使用过程中会造成爆燃事故，有安全性问题缺陷。而水系离子电池由于采用中性的盐水溶液作为电解质，既避免了有机电解质的易燃问题，又克服了传统水系电池的高污染，寿命短(如铅酸电池)和价格昂贵(镍氢电池)的缺点，是能够满足大型储能技术要求的理想体系之一。因此，近年来，水系离子(锂、钠等)电池的研发越来越受到关注。

但是，地球上的锂资源实际上是难以支撑大型储能系统的应用需求的。于是，与锂的化学性能类似的钠被认为能够替代锂适用于水系离子电池体系。钠是地球上储量最丰富的资源之一，可以说是用之不竭。价格也显着降低，通常为锂盐的1/10。因此，水系电解质的钠离子电池被认为是最有潜力的适合大规模储能系统的电池之一，成为最近业界研究工作的焦点。

实际上，钠离子电池的研究与锂离子电池几乎同时起步，早在20世纪80年代，人们就开展了有机系钠离子电池正负极材料的研究。但是与有机系锂离子电池相比，钠离子电池的发展缓慢。这主要是由于成功应用于有机系锂离子电池中的正负极材料体系不能简单地移植到钠离子电池中。虽然二者都是以正、负极间离子嵌入/脱出反应的“摇椅式”机理作为充放电反应机理，可是因为钠的离子半径(0.102nm)比锂离子和质子大许多，使得其嵌入反应困难。而且，负极材料在接受大体积的钠离子的嵌入反应过程中，其晶格容易发生形变甚至坍塌，影响到电池的循环性能。直到近年，在容量利用率和循环寿命方面基本满足要求的有机系钠离子电池用负极材料才被开发出来。

虽然水系钠离子电池技术面临着诸多挑战，但它仍然为大规模储能提供了一种安全、廉价、清洁和耐久的新体系。现在，越来越多的新材料，新构思和新技术被应用到水系钠离子电池体系的开发中，其综合性能也在不断提升。相信随着研究与开发的不断深入，在不久的将来一定能够实现其在储能上的大规模应用，从而推动以智能电网和可再生能源并网为代表的清洁能源的应用。

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