水系钠离子电池多采用中性的钠盐溶液作为电解液,安全环保,且资源丰富。水系钠离子电池与有机系钠离子电池相比,能够降低有机系电解液的操作条件严格等带来的劣势。与锂离子电池相比,钠离子电池具有价格更加低廉、资源更加丰富、更加绿色环保等优势。因此,在大型储能方面,水系钠离子电池具有良好的实用前景。
水系钠离子电池的结构与有机体系相似,一般使用可溶于水的钠盐作电解液。当前,通常会用到的钠离子电池正极材料有锰氧化物材料和普鲁士蓝类材料等。而常用的负极材料有磷酸盐类材料、碳基类材料和普鲁士蓝类材料等。
材料是决定电池性能的关键一环,当前,制约水系钠离子发展的瓶颈正是由于缺乏高性能的新型电极材料。由于正极材料占电池成本的40%左右且也是决定电池的电压和容量的重要因素,所以开发结构稳定的正极材料是我们的重要方向。
水系钠离子电池具有与锂离子电池相似的结构组成及工作原理,主要由正负极材料、电解液和集流体构成的。正负极都是采用嵌钠化合物,基本反应原理如图所示,充电时,在电池内部,钠离子从正极富钠晶格中脱出来后通过电解液扩散嵌入负极晶格中,放电过程与之相反,钠离子又回到正极,电子在电池外部从外电路以相同的方向流过以确保整个系统的电荷平衡。
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。
据中研普华研究报告《2022-2027年中国水系钠离子电池行业发展分析与投资预测报告》数据显示
水系钠离子电池产品市场价格走势
据调查,水系钠离子电池平均售价略低于锂离子电池,高于铅酸电池,但在使用寿命上却大大高于铅酸电池,因此,水系钠离子电池具有较好的市场前景,随着技术水平的不断提高,水系钠离子电池的生产成本有望进一步降低,未来水系钠离子电池的售价将更加低廉。若能实现批量生产,未来批量生产售价可低至150美元/(kW•h),即1.05元/Wh。
图表:现有储能用电池指标及价格的比较

数据来源:公开资料整理
三、水系钠离子电池行业经营利润分析
由于水系钠离子电池行业仍处于幼稚期,参考目前锂离子电池和钠离子电池行业的毛利率水平,根据中研普华产业研究院的相关数据统计显示,未来水系钠离子电池行业的毛利率水平将稳定在34%-50%区间范围内。
图表:2020-2025年中国水系钠离子电池行业毛利率水平

数据来源:中研普华产业研究院整理
未来水系钠离子电池行业发展现状及市场投资前景如何?欲了解更多市场具体详情可以点击查看中研普华研究报告《2022-2027年中国水系钠离子电池行业发展分析与投资预测报告》。

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