北极星智能电网在线讯:首个、首次……钠离子电池在2024年创下多个纪录！
钠离子电池因其在成本、安全性和低温性能等方面的显著优势，在特定应用中富有竞争力。
但随着锂电发展迅猛，碳酸锂价格下跌，钠电产业进入停滞期，不过，仍有企业相继布局钠电。
海辰储能认为，钠电未能实现产业规模化应用，是因为钠电没有找到真正大规模应用的大众场景，而“大场景驱动大产业”，电力储能是能驱动钠电产业规模化的大应用场景。为此，2024年12月12日，海辰储能发布了首款电力储能专用钠离子电池∞Cell N162Ah。该款钠离子电池采用聚阴离子的技术路线，通过在电池材料、电极配方设计、以及电芯设计等方面优化，具有循环性能、宽温域和大倍率充放电性能以及能量效率等方面显著优势，能够更好地满足当下电力储能全场景需求。其中，负极可以实现4C倍率快充循环，寿命与1C倍率相比不发生衰减。在25℃、1P功率条件下，4000次容量保持率高达94.2%，预测至70%SOH时循环寿命超过2万次。
而除了海辰储能之外，据北极星储能网不完全统计，目前已经发布过钠电芯产品的企业超过20家，包括宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、孚能科技、南都电源、鹏辉能源、众钠能源、蜂巢能源等。各家钠离子电池的能量密度在100Wh/kg-300Wh/kg区间，最高为300Wh/kg；循环寿命以3000次居多，最高的当属海辰储能的新品2万次。
商业化规模化应用窗口打开
纵观2024年，储能领域钠离子电池单独采购总规模达到0.45GWh，远超历史数据。从应用需求情况来看，往年以混合储能技术应用为主，自2024年以来，单独采购钠离子电池储能电站的趋势有所上升。
其中，由央国企牵头的招标项目占74%，包括大唐集团、中国华电、广州发展集团、国家能源集团、南方电网、国家电投等企业。储能示范项目就占了1/5，标志着国家层面对钠离子电池在新型储能领域应用发展持向好心态。而且这些钠电储能项目以电网侧应用场景居多，未来，钠离子电池或将在大容量储能电站应用中取得一席之地。
在应用端，钠离子电池在2024年创下多个“首次”纪录。钠离子电池首次应用在大容量储能电站中，并且在大规模储能工程技术上取的关键性突破。首次进入了百兆瓦时时代，完成了目前全球最大的钠离子电池储能项目。另外，南网首个配电网分布式钠离子电池储能系统的投运，标志着钠离子电池储能系统可适配更多应用场景。
2024年5月11日，伏林钠离子电池储能电站在广西南宁建成投运，本次投产规模为10MWh。据了解，该电站为“百兆瓦时级钠离子电池储能技术”项目示范工程，首次将钠离子电池技术应用于大容量储能电站。该项目采用大容量钠离子电池和智能组串式技术，在提高储能系统安全性的同时，系统能量转换效率也得到了大幅提升。
2024年6月30日，我国首个百兆瓦时级钠离子储能项目大唐湖北200兆瓦时钠离子新型储能电站一期工程50MW/100MWh投运。该电站由42套储能电池仓和21套升压变流一体机组成，选用185Ah大容量钠离子电芯。这一项目的投运为推动大容量钠离子储能系统规模化、商业化应用提供样板。
2024年11月30日，南方电网首个配电网分布式钠离子电池储能系统在广西南宁宾阳县古辣街3号台区建成投运，拓展了钠电池储能在配电网应用场景。该储能项目装机容量为50kW/100kWh，与锂电储能相比它具有更好的环境适应性和更低的维护成本，能量转换效率达到90%以上。投运以后可通过 “削峰填谷”“重过载治理”“低电压治理”“新能源接入”等策略，实现台区供需精准平衡，模块化设计的钠离子电池储能与柔性直流配电等技术的组合应用，增强台区供电能力，提升分布式新能源消纳能力和电网承载能力。
2025年或将成为“钠电真元年”
追根溯源，早在20世纪70年代，已经出现关于钠离子电池的研究。钠离子电池以其天然资源优势及产能基础优势得到行业高度重视：钠元素自然界中地壳丰度达到2.75%，是锂的400倍以上。如果将其中1%做成钠电池，按照全球储能每年新增1TWh计算，能满足150亿年的储能需求；钠电的生产工序整体也与锂电池类似，锂离子电池产线调试之后即可切换成钠离子电池产线，可降低产线前期的设备投入，帮助企业快速完成产能布局。
为什么明明有着天然的资源优势，却没有发展过锂电？
钠离子电池技术路线尚处于演进中，产业体系尚在商业化初期，眼下聚焦于不同正极材料的三种技术路线各有优劣，现有企业都在布局、但均未定型。
层状氧化物类，其结构类似锂离子电池三元正极材料，目前已基本攻克技术难题，比容量相对较高、综合性能好，可兼顾动力、储能等多场景需求，工艺成熟。代表企业有亿纬锂能、孚能科技、蜂巢能源、多氟多等。
普鲁士蓝/白类的比容量高、理论成本低，但材料易吸水，大规模量产工艺端存在难度。代表企业有宁德时代、昆宇电源。
聚阴离子类似磷酸铁锂，具备较好的倍率性能、循环性能和安全性能，但导电性较差。理论循环寿命最长，在储能领域具备发展前景。代表企业有比亚迪、钠创新能源、鹏辉能源、海辰储能、正力新能。
据北极星储能网不完全统计，目前布局钠离子电芯的企业中选择层状氧化物及聚阴离子技术路线居多。
在经历了材料开发基础研究-示范验证-产业化准备阶段，钠离子电池近年来越来越具有市场热度。
2023年，全球范围内在“碳中和”概念引领下，随着锂价上涨，引发全产业链寻找锂离子电池可替代方案。钠离子电池热度一度飙升，有业内人士预测，即将迎来“钠电元年”，但据数据显示，2023年钠离子发展并不如预期。
从北极星储能网统计来看，2024年新增或在建的钠离子电池生产及其配套产业项目14个，总投资628亿元，全部建成后产能可达112.54GWh！包含的企业有比亚迪、科翔股份、盘柯睿智、派能科技、智泰新能源、恩耐吉、青钠、煦达新能源等。其中，过百亿项目超过三个！
钠离子因其物理属性限制，导致在能量密度上存在劣势。对动力领域而言，直接关系到电动车的续航里程，对储能领域则关系到单位体积内的储能容量和效率。另外，尽管钠离子电池的原材料成本相对较低，但是目前钠离子电池的产业规模尚未铺开，价格优势不能得到充分体现，生产成本仍在三元锂离子电池、磷酸铁锂电池和铅酸电池之上。钠离子在制造成本、电池性能和材料供应商仍然有挑战，技术成熟度以及市场认可度还未可知，等待时间检验的同时也让钠离子电池在市场中处于被动地位。
未来，钠离子电池仍要依托国家扶持，在央国企牵头下的储能示范项目中稳步平铺，着重致力突破技术研发瓶颈，在正负极材料、电解液上实现技术创新，优化生产工艺，从源头降低生产成本。完善产业配套设施，结合政府和市场的推广作用，钠离子电池正在全面提升社会认知度。
随着钠离子电池产业越来越成熟，2025或将成为“钠电真元年”。
