水系钠离子电池是常温钠离子电池的一种,其原理是利用氢氧化钠及氢氯化钠两种触媒介质之间反应来运用电化学技术转化成能量。与其他电池相比,水系钠离子电池具有安全性高、资源丰富、结构简单、重量轻、节能环保等诸多优势,这些优势使得水系钠离子电池在储能领域具有广阔应用前景。
近年来,全球水系钠离子电池研究热情较高,随着研究不断深入,水系钠离子电池正/负极材料也日渐丰富,其中正极材料包括金属氧化物、普鲁士蓝衍生物、聚阴离子化合物、有机聚合物等;负极材料包括活性炭材料、普鲁士蓝类似物、NaTi2(PO4)3等。
水系钠离子电池优势明显,但同时也存在一定局限性,如能量密度较低、电化学窗口窄、循环寿命短、储钠水系负极材料少等,受此限制,全球水系钠离子电池产业进程较缓慢。总体来看,水系钠离子电池在电极成型、正/负极材料选择、水系高性能电解液开发等方面还存在较多技术难题有待突破。
根据新思界产业研究中心发布的《
2023-2027年水系钠离子电池行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,基于安全、环保、资源丰富优势,水系钠离子电池也受到了全球多家企业和研究院高度关注,包括美国Natron Energy、美国Aquion、恩力能源科技、贲安能源、为方能源、中国科学院物理研究所等。
为方能源具备水系钠离子电池、有机系钠离子电池双体系技术路线,钠离子电池主要技术参数在国内处于领先水平。目前为方能源已在深圳光明区建成100MWh/年的钠离子电芯中试产线,其中水系达50MWh。
贲安能源在中国及美国均设有开发中心,用于开展水系钠盐电池的材料、电芯和结构的研发工作。目前贲安能源水系钠离子电池已经发展到第三代,即第三代BAP3系列,第三代BAP3系列额定容量达到120Ah。2021年10月,贲安能源与上海勘测设计院签署供货协议,为其提供2.5MW/6MWh水系钠盐电池储能系统,2021年11月,无锡产线建成,具备100MWh水系钠盐电池生产能力。
新思界
行业分析人士表示,水系钠离子电池优缺点明显,优点在于安全、环保、资源丰富,缺点在于能量密度低、电化学窗口窄等,水系钠离子电池性能提升空间较大。全球水系钠离子电池研发热情较高,未来随着技术不断突破、电极材料问题得到解决,水系钠离子电池产业化进程有望加快。