Литиевые батареи повсеместно используются в нашей работе и жизни.От электронных устройств, таких как мобильные телефоны и ноутбуки, до транспортных средств на новых источниках энергии, литий-ионные батареи используются во многих сценариях.Благодаря меньшему размеру, более стабильной работе и лучшей возможности переработки они помогают людям лучше использовать чистую энергию.
В последние годы Китай вышел на передовые позиции в мире в области ключевых технологических исследований и разработок, подготовки материалов, производства аккумуляторов и применения натрий-ионных аккумуляторов.
Большое резервное преимущество
В настоящее время ускоренными темпами развивается электрохимическое накопление энергии в виде литий-ионных аккумуляторов.Литий-ионные аккумуляторы обладают высокой удельной энергией, удельной мощностью, эффективностью заряда-разряда и выходным напряжением, а также имеют длительный срок службы и малый саморазряд, что делает их идеальной технологией хранения энергии.Благодаря снижению производственных затрат литий-ионные аккумуляторы широко внедряются в области электрохимического хранения энергии, причем наблюдается сильная динамика роста.
По данным Министерства промышленности и информационных технологий, новая установленная мощность новых накопителей энергии в Китае увеличилась на 200% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года в 2022 году. Более 20 проектов уровня сотен мегаватт достигли подключения к сети с использованием литиевых батарей. На накопители энергии приходится 97% от общей новой установленной мощности.
«Технология хранения энергии является ключевым звеном в практике и осуществлении новой энергетической революции.В контексте стратегии двойной цели по выбросам углерода новые системы хранения энергии в Китае быстро развиваются».Сунь Цзиньхуа, академик Европейской академии наук и профессор Университета науки и технологий Китая, ярко заявил, что в нынешней ситуации с новым хранилищем энергии доминирует «один литий».
Среди многочисленных электрохимических технологий хранения энергии литий-ионные аккумуляторы заняли доминирующее положение в портативных электронных устройствах и транспортных средствах на новой энергии, образуя относительно полную производственную цепочку.Однако в то же время привлекли внимание и недостатки литий-ионных аккумуляторов.
Одной из них является нехватка ресурсов.Эксперты говорят, что с глобальной точки зрения распределение литиевых ресурсов крайне неравномерно: около 70% приходится на Южную Америку, а литиевые ресурсы Китая составляют лишь 6% от общемировых.
Как разработать технологию аккумуляторных батарей, которая не зависит от редких ресурсов и имеет более низкие затраты?Темпы модернизации новых технологий хранения энергии, представленных натрий-ионными батареями, ускоряются.
Подобно литий-ионным батареям, натрий-ионные батареи представляют собой вторичные батареи, в которых ионы натрия перемещаются между положительными и отрицательными электродами для выполнения операций зарядки и разрядки.Ли Цзяньлинь, генеральный секретарь Комитета по стандартам хранения энергии Китайского электротехнического общества, заявил, что во всем мире запасы натрия намного превышают запасы литиевых элементов и широко распространены.Стоимость натрий-ионных аккумуляторов на 30%-40% ниже, чем у литиевых.В то же время натрий-ионные аккумуляторы обладают большей безопасностью и эффективностью при низких температурах, а также имеют длительный срок службы, что делает их важным технологическим маршрутом для решения болевой точки «доминирования одного лития».
Хорошие промышленные перспективы
Китай придает большое значение исследованиям и применению натрий-ионных батарей.В 2022 году Китай включит ионно-натриевые батареи в 14-й пятилетний план развития науки и технологий в области энергетики, поддерживая исследования и разработки передовых технологий и основного технологического оборудования для ионно-натриевых батарей.В январе 2023 года Министерство промышленности и информационных технологий и шесть других ведомств совместно опубликовали «Руководящие заключения по содействию развитию промышленности энергетической электроники», в которых разъясняются необходимость усиления технологических прорывов в индустриализации новых аккумуляторных батарей, исследований и прорывов в ключевых областях. такие технологии, как сверхдлительный срок службы и высокая безопасность аккумуляторных систем, крупномасштабная, большая емкость и эффективное хранение энергии, а также ускорение исследований и разработок новых типов батарей, таких как натрий-ионные батареи.
Юй Цинцзяо, генеральный секретарь Инновационного альянса новых аккумуляторных технологий Чжунгуаньцунь, заявил, что 2023 год известен как «первый год массового производства» натриевых батарей в отрасли, и китайский рынок натриевых батарей находится на подъеме.В будущем натриевые батареи станут мощным дополнением к технологии литиевых батарей во многих подсекторах, таких как двух- или трехколесные электромобили, бытовые накопители энергии, промышленные и коммерческие накопители энергии, а также транспортные средства на новой энергии.
В январе этого года китайский бренд автомобилей на новых источниках энергии Jianghuai Yttrium поставил первый в мире автомобиль на натриевых аккумуляторах.В 2023 году были запущены и приземлены натрий-ионные аккумуляторные батареи CATL первого поколения.Аккумулятор можно заряжать при комнатной температуре в течение 15 минут при емкости аккумулятора более 80%.Не только стоимость снизится, но и отраслевая цепочка также достигнет независимой и контролируемой зарядки.
В конце прошлого года Национальная энергетическая администрация объявила о пилотном демонстрационном проекте нового хранилища энергии.Среди 56 проектов, вошедших в шорт-лист, есть два проекта по ионно-натриевым батареям.По мнению У Хуэя, президента Китайского научно-исследовательского института аккумуляторной промышленности, процесс индустриализации натрий-ионных аккумуляторов развивается быстрыми темпами.Согласно расчетам, к 2030 году глобальная потребность в хранении энергии достигнет около 1,5 тераватт-часов (ТВтч), и ожидается, что ионно-натриевые батареи займут значительное место на рынке.«От накопителей энергии на уровне сети до промышленных и коммерческих накопителей энергии, а затем до бытовых и портативных накопителей энергии, все продукты хранения энергии в будущем будут интенсивно использовать натриевое электричество», — сказал У Хуэй.
Длинный путь подачи заявки
В настоящее время натрий-ионные аккумуляторы привлекают внимание разных стран.Газета Nihon Keizai Shimbun однажды сообщила, что к декабрю 2022 года патенты Китая в области натрий-ионных аккумуляторов составляли более 50% от общего числа эффективных патентов в мире, а Япония, США, Южная Корея и Франция заняли второе-пятое места соответственно.Сунь Цзиньхуа заявил, что помимо того, что Китай явно ускоряет прорыв и широкомасштабное применение технологии ионно-натриевых аккумуляторов, многие страны Европы, Америки и Азии также включили ионно-натриевые батареи в систему разработки аккумуляторных батарей.
Время публикации: 26 марта 2024 г.