打破传统能源存储系统限制！韩国科学技术院开发出混合钠离子电池 能够快速充电

瞻观前沿

近日，韩国科学技术院(KAIST)宣布，由材料科学与工程系的姜炯九(Kang Jeong-gu)领导的研究团队已经开发出一种高能量、高功率的混合钠离子电池，该电池能够快速充电。姜炯九表示：混合钠离子能源存储设备将是一个能够克服当前能源存储系统限制的新突破。它可以扩展到包括电动汽车在内的所有电子设备的应用。这项研究的结果已发表在国际学术期刊《储能材料》上。

图片来源：摄图网

技术价值观察

储能电池产业链可分为上游原材料及设备、中游储能系统及集成、下游电力系统储能应用。储能电池上游的原材料主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及结构件等;上游的集成系统设备主要包括涂布机、搅拌机等。产业链中游主要为储能系统的集成与制造，对于一个完整的储能系统，一般包括电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)以及储能变流器(PCS)四大组成部分。产业链下游的应用场景主要发电侧、电网侧和用户侧的电力系统储能。

钠离子电池，是一种利用钠离子在正负极之间的运动进行充电和放电的电化学储能设备。韩国科学技术院已开发出一种高能量、高功率的混合钠离子电池，打破传统能源存储系统限制。因此，从储能电池产业链上看，该电池技术处于产业链的中游环节。

宏观市场观察

——钠离子电池的材料成本更低，价格更具优势

以NaCuFeMnO/软碳体系的钠离子电池较磷酸铁锂/石墨体系的锂离子电池材料成本更低，可降低30-40%。从成本材料结构来看，锂离子电池正极材料成本占比最高，为43%，而钠离子电池的正极材料成本仅为26%。

——全球钠离子电池市场规模显著增长

目前，全球共有二十几家钠离子电池企业已初步研发出相关电池产品，并分别在电源基站储能、电动自行车、数据中心与低能耗工业叉车等部分领域得到小规模示范应用，钠离子电池行业已经初具市场。同时2022年，全球主要龙头企业如英国的Faradion、美国的Natron Energy、中国的中科海纳和宁德时代等新产品商业化进程进一步加快，一旦取得技术突破，行业规模体量将显著增长。

根据全球调研机构BIS Research发布的报告数据，2021年全球钠离子电池市场规模约为5.28亿美元，2022年约5.49亿美元，其中亚太地区因新能源市场的快速增长，成为钠离子电池相关产品应用的最大市场。

——美英法为全球布局钠离子电池的主要国家

全球钠离子电池市场覆盖的主要地区是北美、欧洲、亚太地区。从具体国家来看，全球布局钠离子电池的国家主要有美国、英国、法国、中国、日本、瑞典与澳大利亚等。

——钠离子电池正式进入商业化运营阶段

目前，中国钠离子电池行业有六家对钠离子电池进行产品开发，其中宁德时代在2021年7月公布了宁德时代第一代钠离子电池及锂钠混搭电池包，在上游关键材料中-正极材料方面，宁德时代解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减的难题。通过加入克容量较高(达到60mAh/g，与常见的锂电池正极材料相当)的普鲁士白材料，对材料体相结构进行电荷重排;在负极材料上，宁德时代还开发了新型硬碳材料，其独特的孔隙结构可带来克容量高、易脱嵌、优循环的优势。

此外，2021年中科海钠宣布与华阳集团共同建设年产2000吨的钠离子电池正负极材料生产基地。由中科院物理所和中科海钠联合推出的全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统，在山西太原综改区正式投入运行，标志着钠离子电池正式进入商业化运营阶段。

——钠离子电池有望应用于储能和动力两个领域

综合钠离子电池的电池容量性能、电池循环寿命和电池的安全性来看，未来钠离子电池有望应用于储能和动力两个领域：

在动力领域，钠离子电池将在两轮车和电动汽车两个方面得到应用。在两轮车领域，由于钠离子电池有有能量密度相对较低、安全性比较高的特点，因此有望实现在对铅酸电池的逐步替代。其中电动汽车方面，有望通过宁德时代发布的钠离子电池与锂离子电池集成系统的形势得以应用。

在储能领域，2021年07月15日，国家发展改革委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范，以需求为导向，探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用。因此，在政策的推动下，钠离子电池有望加快应用于电网侧、用电侧和发电侧储能。

——2028年全球钠离子电池市场规模有望超过23亿美元

根据不少国家已经开始对钠离子电池行业提出政策规划，主要企业经过长期技术研发，钠离子电池相关产品也开始逐渐形成商业化应用，预计钠离子电池市场有望在不久的将来显著增长。

根据BIS Research的数据，2021年全球钠离子电池市场收入规模约为5.28亿美元，预计2031年将达到43.6亿美元，2022-2031年年复合增长率达到23.5%。据此初步测算，2023年全球钠离子电池行业市场规模约为8.1亿美元，到2028年将超过23亿美元。

中国储能电池技术赛道热力图

根据产业热力图显示，与储能电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华南地区，并且以深圳市为重点发展区域，未来布局储能电池技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南地区优先导入，其中可重点关注广东省深圳市龙华区、宝安区、坪山区所处储能电池的相关企业，以及该地方对于储能电池的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

经济学人APP资讯组

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标签： 电池 离子 储能 随笔