从实验室到应用场 如何助推钠离子电池商业化进程?

2025-10-16 12:08:03 来源: 科技日报 点击数:

科技日报记者 吴叶凡

不久前,在广西南宁,全国首个大容量钠离子电池储能电站二期扩容工程正式投入运营,迈出了我国钠离子电池储能技术从实验室到规模化应用的关键一步。

钠离子电池是锂离子电池的重要补充和选择。其工作原理和锂离子电池相似,都是通过离子在正极和负极之间移动,来实现充放电过程。

作为备受瞩目的新型储能技术,钠离子电池凭借其独特性能优势,正加速迈向规模化应用。在近日举行的2025“钠离子电池产业链与标准发展论坛”(以下简称论坛)上,多位专家学者围绕材料研发、电池制造、市场应用等主题展开分享,为钠离子电池产业发展建言献策。

扬长避短实现特色发展

锂离子电池是当前最为普遍的电池类型,人们日常使用的手机、充电宝、电动汽车等产品,都以其作为能量供给来源。当前,受供需关系和开采工艺等原因影响,锂资源成本不断上涨。有数据显示,六氟磷酸锂价格在10月14日突破7万元/吨大关,自10月8日起的5个交易日,其单吨价格猛增9500元,涨幅约16%。

除了不断攀升的成本,锂电池自燃、短路而引发的不安全事件时有发生,促使人们不断寻求新兴储能技术,提升安全性。

虽然原理类似,但钠离子电池在电位、能量密度、安全性等方面,与锂离子电池有所差异。钠离子电池在高温下的稳定性较高,热失控风险相对较低,对过充过放的耐受性也相对较好。此外,钠矿储量丰富、分布广泛且开采成本较低。因此,凭借低成本、高安全性的显著优势,钠离子电池不断升温,受到业界、科研界、资本界的高度关注。

“钠电池的未来不是与锂电池抢市场,而是在锂电池难以发力的方面,突出自身特色,这才是钠电池未来发展的重要场景。”中国科学院院士李景虹认为,钠离子电池应用应扬长避短,充分发挥其功率高、低温性能好,在重型设备、调频储能等方面发力。

凭借特色,近年来,钠离子电池产业化进程明显提速。中国电子技术标准化研究院副院长郭楠提到,当前,我国钠电产业生态已初步形成,目前已经有超过200家企业布局,覆盖了关键材料、电池制造、系统集成等全产业链环节。

工业和信息化部电子信息司四级调研员王寻也提到,目前,我国在钠离子电池的基础研究、材料制备、电池设计与制造方面均取得重要的突破,产品性能和质量不断提升,应用领域逐步拓展,在储能、低速电动车、通信基站备用电源等领域展现出良好的应用前景。

产业发展相关政策也不断发力。王寻介绍,今年工业和信息化部会同国家发展改革委等八部门印发《新型储能制造业高质量发展行动方案》(以下简称《方案》),进一步部署钠离子电池等新兴电池的发展,推动加速完善产业体系。记者注意到,《方案》中特别提到,“聚焦长寿命、高比能、宽温域、高功率发展方向,推动大规模钠电池储能系统集成及应用技术攻关”。

技术突破推动商业化应用

“目前是钠离子电池发展最为关键的时期,2026年将是钠离子电池真正的商业化应用节点。”北京中科海钠科技有限责任公司总经理李树军在论坛上回顾产业发展历程,他指出,从2011年开始,钠离子电池在我国已发展了15年,前五年是基础开发阶段,即材料;第二阶段是电池样品化的阶段;从2021年到2025年是产业化的阶段。

如何完成从“实验室”到“商场”的“惊险一跃”,李树军提到了两个关键词:性能和成本。他指出,能量密度就是成本,钠离子电池未来必须提升能量密度,同时有计划地进行规模化。随着规模扩大与能量密度提升,钠电池成本有望在未来两三年内降低一半,实现可持续的商业化路径。

技术突破是提升性能的核心。论坛上,多位学者分享了技术前沿探索工作。

从正负极材料看,李景虹分析指出,磷酸钒钠材料结构稳定,电压平台高,是较理想的正极材料之一;硬碳材料储钠容量高,同时其结构有利于钠离子快速传输,商业化程度高,适宜作为负极。两者组合,同时辅以电解液材料创新,即在传统硬碳负极表面构筑兼具高离子电导与强去溶剂化能力的固体电解质界面(SEI)层,最终成功构建出高功率的钠电池体系。实验显示,此类电池的Ah级软包电芯功率密度高达3675 W/kg,能量密度达75WH每千克。

哈尔滨工业大学副研究员邓亮介绍,他和团队系统研究了磷酸焦磷酸铁钠、氟磷酸铁钠及两种钒基磷酸盐等四类材料,通过形貌调控、元素掺杂及表面包覆等手段提升其电化学性能。研究发现,正极材料性能的充分发挥需与耐低温/高温电解液、适配负极等系统部件协同优化,方能实现长循环与高倍率充放电。

此外,邓亮还建议加大对钠离子电池基础研究和关键技术研发的支持力度,鼓励支持企业、高校、科研机构加强产学研合作,建立协同创新机制,加快成果转化和应用。“同时,还要鼓励企业加大研发投入,强化知识产权保护,让市场主体发挥创新活力。”邓亮说。

推动形成行业标准化体系

标准是产业发展的基石。论坛上,多位专家表示,应尽快推进钠离子电池标准体系建设,进一步完善标准框架,形成一套企业合理完善的标准体系,引导企业提升产品质量和技术水平,促进产业健康有序发展。

郭楠介绍,目前,中国电子技术标准化研究院正围绕产业发展需求,积极开展标准体系的顶层规划与设计,目前已牵头完成了《钠离子电池术语和词汇》和《钠离子电池符号和命名》两项行业标准制定工作,填补了相关领域的空白。

同时,中国电子技术标准化研究院还协同产业链各方,推进十余项国家标准和行业标准制定工作,并牵头四项钠离子电池国际标准制定工作,涵盖安全要求、性能测试、关键材料等多个方面。

值得注意的是,本次论坛上还发布了第六批钠离子电池测评通过单位、首批钠离子电池低温性能测评参与单位、第二批钠离子电池循环寿命1000次测评完成单位。

郭楠介绍,自测评工作启动以来,已经对行业内40余家企业近50个产品型号进行了客观公正的第三方测评。数据显示,截至目前,测评产品的能量密度均值达到106Wh/kg。“这一数据为行业提供了重要的性能参考指标,也客观反映了当前钠离子电池产品的技术发展水平。”郭楠说。

“后续我们将持续开展钠离子电池检测工作,包括循环寿命一千次和低温性能测评等。”郭楠希望,通过建立公开、公平、公正的评价平台,为政策制定、金融投资等提供权威可靠依据,引导产业技术进步和产品质量提升。

责任编辑:李梦一
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