钠离子电池储能技术

充电时，Na +从正极脱出，经电解液穿过隔膜嵌入负极，使正极处于高电势的贫钠态，负极处于低电势的富钠态，放电过程则与之相反。理想情况下，充放电过程高度可逆，Na +嵌入脱出不会破坏材料的晶体结构，因此钠离子电池为一种二次电池。

从材料端看，钠离子电池与锂离子电池主要差异在于正、负极材料及集流体不同，而电解液与隔膜可基本沿用锂离子电池材料。

从生产设备端看，制浆、涂覆、装配、注液、化成等为钠离子电池和锂离子电池生产共有的生产环节，钠离子电池可直接沿用原先锂电池的生产线，从而减少固定资产投资并缩短产能建设周期。

此外，钠离子电池封装工艺也基本沿袭锂离子电池，同样分为圆柱、软包和方形硬壳三大类。因此，锂、钠电产业链协同将加速钠离子电池规模化量产进程。

1）正极材料：钠离子电池原材料储量丰富，成本低廉，据中科海钠，铜铁猛层状氧化物正极材料的成本是磷酸铁锂正极材料成本的 1/3 左右；

2）集流体：钠离子电池正、负极集流体均可采用价格低廉的铝箔（相比于铜箔），当前8um 电池级铜箔价格107元/kg，铝箔价格仅37.3元/kg；

3）其他环节：钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到0V，可以降低电池管理系统设计制造的相关成本，同时在零伏电压下的运输和存储成本可进一步降低。

目前钠离子电池处于推广期，原辅材料价格居高，有望通过材料和电池技术优化，降低正、负极、电解液等核心材料成本。2023年起，钠离子电池进入发展期，此阶段行业趋于规范化、标准化，低速电动车、大规模储能市场扩容推动规模效应将成为降本主要推力，钠离子电芯成本有望下降至0.4-0.5元/Wh。2025年后，伴随着需求端市场及供给端供应链的成熟，市场空间完全打开，钠电池成本有望下探至0.3元/Wh。

能量密度方面，钠离子电池在 100-150Wh/kg之间，远高于铅酸电池；

循环性能方面，钠离子电池循环次数普遍不低于 2000次，而铅酸电池循环寿命最高仅500次；

低温性能方面，钠离子电池-20℃保持率达 88%以上，亦优于铅酸电池。

低温性能方面，锂电池在低温下充电易析锂，而钠离子不会析出，故钠离子零下20℃电池容量保持率仍在88%以上，而磷酸铁锂电池容量保持率小于70%，在我国北方地区冬季等低温环境难以应用；安全性方面，由于钠离子电池内阻比锂电池高，在短路的情况下瞬时发热量少，温升较低，热失控温度高于锂电池，具备更高安全性。

据中科院物理研究所测算，在储能系统投资成本中，初始容量投资成本一般占据初始投资的60%以上，主要用于电芯购置。钠离子电池初始容 量投资在500-700元/（kWh）。

在当前循环寿命水平下，钠离子电池/三元锂电池/磷酸铁锂电池/铅蓄电池储能系统LCOE分别为 0.51-0.59/1.07-1.29/0.74-0.87/0.95-1.23元/kWh，钠离子电池在储能系统的经济性最优。循环次数提升至8000周时，钠离子电池储能系统LCOE将下探至0.2元/kWh，对于高价格敏感度的大型储能地面电站，钠离子电池有望凭借低成本优势而替代部分磷酸铁锂电池加速渗透。

与锂离子电池相比，钠离子电池能量密度略低，钠离子电池应用于储能电站，虽然增加了安装设备及用地的成本。但是由于钠离子电池在充放循环中不用担心过放电的问题，放电深度可达100%，其实际可用容量近乎等于标称容量。

另外，由于钠离子电池的温度适应性较宽，在充放电过程中的辅助耗能进一步降低。在产品全生命周期内，钠离子电池储能还可以通过电池结构和工艺创新设计，降低制造、运维和电池组替换成本，从而降低整个储能电站的度电成本。

储能技术已被视为现代电力系统的重要组成部分。储能系统在电源侧、电网侧和负荷侧的主要应用，在引入储能系统后，可以实现需求侧有效管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，高效利用电力设备，降低供电成本，促进可再生能源的应用，也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。

钠离子电池作为一种新型的电化学储能技术，在大规模储能应用领域可充分发挥其低成本的优势，同时，在例如调频、启动电源等应用领域，钠离子电池的大倍率充放特性可以很好地支撑系统运行。

此外，不断创新的生产工艺也将推动钠离子电池的成本进一步下降。随着技术的成熟和进步，预计钠离子电池将会在未来几年内大规模投入商业应用，并为能源储存领域带来一场革命。