钠离子电池技术
一是关于将钠离子电池纳入有关发展规划和重点科技支持计划的建议。我部将在“十四五”相关规划等政策文件中加强布局，从促进前沿技术攻关、完善配套政策、开拓市场应用等多方面着手，做好顶层设计，健全产业政策，统筹引导钠离子电池产业高质量发展。科技部将在“十四五”期间实施“储能与智能电网技术”重点专项，并将钠离子电池技术列为子任务，以进一步推动钠离子电池的规模化、低成本化，提升综合性能。
二是关于尽快推动钠离子电池市场化应用的建议。有关部门将支持钠离子电池加速创新成果转化，支持先进产品量产能力建设。同时，根据产业发展进程适时完善有关产品目录，促进性能优异、符合条件的钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等
领域加快应用；通过产学研协同创新，推动钠离子电池全面商业化。
三是关于尽快推动钠离子电池标准建立的建议。我部将组织有关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定，并在标准立项、标准报批等环节予以支持。同时，根据国家政策和产业动态，结合相关标准研究有关钠离子电池行业规范政策，引导产业健康有序发展。
四是关于对初期进入市场的钠离子电池产品或企业给予扶持的建议。我部将梳理能源电子产业链，统筹资源支持锂离子电池、钠离子电池等新型储能电池发展。相关部门将继续大力支持相关领域科技创新，并以市场化手段为主，推动更加合理、更加高效的商业模式形成，通过建立良性发展机制解决产业发展过程中面临的共性问题。
工信部表示，实现碳达峰、碳中和的关键任务是实施可再生能源替代行动，大幅提升新能源在能源结构中的比重，构建以新能源为主体的新型电力系统。
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骆驼集团称、在汽车低压电池领域，钠离子电池暂不具备替代性。钠离子电池可以弥补 锂离子电池在成本和资源方面的短缺，但在安全和性能方面没有太多优势。从 技术角度看，其正极材料、负极材料、电解液等还有很多问题需要解决。目前 锂离子电池商业化还处于较低水平。规模化还要解决 BMS、制程问题、回收处 理等问题。
最近，宁德时代董事长曾毓群在公司股东大会上透露，将于今年7月前后发布主要应用于储能或低速新能源汽车的钠离子电池。他称：“我们的技术在发展，钠离子电池已成熟了。宁德时代钠离子电池将于2022年投产：2023年形成完整产业链
”宁德时代发布的第一代钠离子电池,能量密度仅有160Wh/kg,目标是下一代钠离子电池的密度超过200Wh/kg。宁德时代给出的解决方案是,将钠离子电池与锂电池按照一定的比例混搭,再通过BMS算法调节,提升电池能量密度的同时,还可以减少温度对新能源汽车续航的影响。针对钠离子电池存在的其他难题,宁德时代都给出了一定的解决方案。
据介绍，第一代钠离子电池电芯单体能量密度高达 160Wh／kg；常温下充电 15 分钟，电量可达 80％ 以上；在－20°C 低温环境中，也拥有 90％ 以上的放电保持率；系统集成效率可达 80％ 以上。
事实上，在今年年初召开的“第七届中国电动汽车百人会论坛”上，中国工程院院士陈立泉就曾发表主题演讲，重点提到了中国科学院物理研究所研究员胡勇胜团队所研发的钠离子电池。
据《中国汽车报》记者了解，胡勇胜在钠离子电池研发上已坚守10余年。功夫不负有心人，2018年，他的研发终于有了成果，当时记者就曾对其进行独家专访。
3年过去了，钠离子电池应用情况如何？胡勇胜告诉记者，他们已获得风险投资，并创立中科海钠科技责任有限公司（以下简称“中科海钠”），借此把钠离子电池的研发成果推向市场。“经过不懈努力，我们解决了钠离子电池的生产一致性问题，扫清了商业化应用的障碍。现在，公司在山西已建立一条年产2000吨正负极材料生产线，准备大规模投入市场应用。”
♦钠离子电池有自身独特优势
评价电池的商业前景，产品的能量密度、安全性、经济性、生产工艺等指标都是必须考量的因素。就能量密度而言，钠离子电池相比锂离子电池没有优势。在元素周期表中，钠的原子量为23，锂的原子量是7，不足钠元素的1/3，理论上锂离子电池的能量密度天然胜过钠离子电池。不过，能量密度不是决定电池商业前景的惟一因素。胡勇胜强调：“钠离子电池有自己独特的优势。”
胡勇胜向记者展示了钠离子电池安全检测视频：工作人员先用仪器检测电量，结果显示这是一颗满电的产品；再把电池包剪开放入水中，气泡缓慢冒出来，但没有出现剧烈的化学反应。这与锂电池反差很大，我们在试验中看到锂电池遇水即发生剧烈化学反应。据介绍，钠离子电池在针刺时不冒烟、不起火、不爆 炸；经受短路、过充、过放、挤压等试验，也不起火燃烧。他认为：“相比锂电池，钠离子电池的安全性高很多。”
“锂电池不能过充、过放，对BMS（电池管理系统）的要求较高；钠离子电池也不能过充，但可以过放，即把电池中的电量全部放完，这有利于BMS调整电池的一致性。”胡勇胜说。据了解，锂电池使用一段时间之后，各个电芯充放电情况不同，导致它们的容量不同，需要通过BMS进行调控才能确保一致性。如果钠离子电池中的电芯出现容量差，可以把整个电池包的电量放完，让所有电芯归零后处于同一水平，BMS一致性的调控变得相对简单。胡勇胜告诉记者：“钠离子电池可以过放的特性，在电池运输上特别有用，不带电运输能极大地降低发生事故的概率。”
钠离子电池中没有贵重金属，钠元素也是含量极其丰富的资源，这注定了其成本比锂电池低。胡勇胜说：“锂电池的价格大约为0.6元/Wh，钠离子电池的价格只要0.4元/Wh。更重要的是，钠离子电池降低了我国锂资源的对外依存度，有利于电池产业安全。”有资料显示，我国生产电池的锂材料80％依赖进口，对外依存度比石油还高。
此外，钠离子电池在功率密度、宽温和循环寿命等方面也具有独特优势。据悉，钠离子电池的能量密度已达到145Wh/kg，比磷酸铁锂的180Wh/kg低一些，但远高于铅酸电池的30Wh/kg。钠离子电池的工作温度为-30℃～55℃，比磷酸铁锂优秀，循环4500次以上，这个成绩高于磷酸铁锂。
♦找到关键材料突破产业化瓶颈
如今，在资本的助力下，钠离子电池产业化进程正在加速。记者了解到，中科海钠在江苏建立了第一条生产线，开展钠离子电池年产百吨级正负极材料体系和百万Ah电芯的中试规模验证，经过不懈努力终于结出硕果。胡勇胜表示，锂电池对一致性要求比较高，钠离子电池也是如此。目前，中科海钠已解决了产品一致性难题。“我们又在山西建立了一条年产2000吨正负极材料生产线。”他还告诉记者，钠离子电池生产线可以利用现有的锂电池生产线，“不久前，我们使用锂离子电池生产线生产了8万支钠离子电池。”
全球多个国家开展了钠离子电池的研发，胡勇胜的团队率先将这一技术实现产业化的关键，在于独辟蹊径地找到了具有商业化前景的材料。据介绍，在钠离子电池研发中，国外一些研究人员沿用了锂电池三元材料的思路，正极材料使用镍、钴、锰。对于这一做法，胡勇胜并不看好：“如果仅把目前锂离子电池体系的锂元素替换成钠元素，钠离子电池的成本只能比锂离子电池成本降低5％～10％，而钠离子电池的能量密度比锂离子电池低，这就没有商业化前景了。”
胡勇胜通过研究发现，铜在钠离子电池中不但具有活性，而且其成本比钴和镍都低，这恰恰是他不断寻求的替代材料。经过不断摸索，胡勇胜带领团队最终成功研制出铜基钠离子层状氧化物正极材料。
解决了正极材料还不算成功，负极材料的难关也要攻克。锂电池普遍采用石墨作为负极材料，但胡勇胜研发的钠离子电池使用了成本更低的软碳材料；此外，还以同样成为较低的无烟煤作为前驱体，通过简单的粉碎和一步碳化得到了一种具有优异储钠性能的碳负极材料。
♦更适于低速电动车和储能
在新能源汽车领域有一件事一直悬而未决，那就是低速电动汽车该如何管理。最近，关于低速电动车“转正”的传言又起。《中汽研纯电动乘用车技术条件标准修订讨论会会议纪要》日前流传于网络。这份纪要强调坚持“三个不变”原则：一是国务院“规范一批、淘汰一批、升级一批”的思路不变；二是安全要求不变；三是整体框架不变。
低速电动车主打廉价牌，转而配套锂电池后将拉低市场竞争力，而钠离子电池似乎提供了一种解决办法。钠离子电池的能量密度远高于铅酸电池，成本比锂电池低40％，有较强的市场竞争力。在胡勇胜看来，配套钠离子电池或许能解决低速电动车多年来面临的发展与监管难题。
此前，北京某储能电站起火爆 炸事故不是个例。据不完全统计，2011～2021年，全球共发生32起储能电站起火爆 炸事故，其中，日本1起、美国2起、比利时1起、中国3起、韩国24起。这些涉事储能电站全部使用锂电池。一直以来，政 府相关部门都在强化对储能电站的安全要求。胡勇胜告诉记者：“综合比较来看，钠离子电池也非常适合储能电站，除了能量密度低一点外，安全性、循环周期等指标完胜锂电池。”
据悉，胡勇胜对研发的钠离子电池正负极材料、电解液等关键材料体系和电芯制造、装配工艺等都拥有完全的自主知识产权，产品核心专利已获得中国、美国、欧盟等多个国家和地区的授权。他告诉记者，钠离子电池不仅在国内市场需求很大，在印度、东南亚、非洲、南美洲等地也有广阔的市场空间。“我们首先立足国内市场，站稳脚跟后再走向海外市场。”胡勇胜最后强调。
《钠离子电池科学与技术》热销|钠离子电池：构建能源互联网关键一环
早在二十世纪七十年代末期，钠离子电池与锂离子电池几乎同时开展研究，由于受当时研究条件的限制和研究者对锂离子电池研究的热情，钠离子电池的研究曾一度处于缓慢甚至停滞状态，直到2010年后钠离子电池才迎来它的发展转折与复兴。近年来，随着对可再生能源利用的快速发展和对环境污染问题的日益关注，迫切需要发展高效便捷的大规模储能技术。与锂离子电池具有相同工作原理、资源丰富和综合性能优异的钠离子电池在这样的背景下再次获得世界各研究组的广泛关注，钠离子电池相关材料和技术的报道层出不穷，截至2020年，全球已有二十多家企业致力于钠离子电池的研发，钠离子电池正朝着实用化的进程迈进。
纵观锂离子电池的商业化道路，自1991年日本索尼公司将其商业化以来，历经近三十年的发展，锂离子电池已经在“4C”产品（即计算机、通信、网络和消费电子）中占领主体市场，在各国政府的大力支持下，其在电动汽车领域的发展势头也日益强劲，目前国内二次电池的营收占比中锂离子电池和铅酸电池几乎平分秋色。我们不禁要问：钠离子电池能否同锂离子电池一样在储能领域占据重要席位？钠离子电池未来的商业化机遇又路在何方？
图1钠离子电池优势
处在能源消费转型迫在眉睫的关键时期，我国政府对储能技术的研究开发和应用推广给予了高度重视，已出台多项支持政策。国务院颁布的文件中曾明确指出“提高可再生能源利用水平，加强电源与电网统筹规划，科学安排调峰、调频、储能配套能力，切实解决弃风、弃水、弃光问题”。面对如此大的需求和高的技术标准，储能技术的发展迎来了不可忽视的机遇。钠离子电池技术在中国的商业化进程必将势不可挡，不仅能够满足新能源领域低成本、长寿命和高安全性能等要求，还能在一定程度上缓解锂资源短缺引发的储能电池发展受限问题，是锂离子电池的重要补充，同时可逐步替代铅酸电池，有望在低速电动车、电动船、家庭/工业储能、5G通信基站、数据中心、可再生能源大规模接入和智能电网等多个领域快速发展，推动我国清洁能源技术应用迈向新台阶，提升我国在储能技术领域的竞争力与影响力。
中国科学院物理研究所自2011年以来致力于安全环保、低成本、高性能钠离子电池技术开发，已在核心材料方面获得专利授权20项（3项专利获得美国、日本和欧盟授权）。开发出的具有自主知识产权的Cu基层状氧化物正极材料和低成本无烟煤基负极材料均为国际首创。依托中国科学院物理研究所的钠离子电池技术，中科海钠科技有限责任公司——国内首家专注于钠离子电池研发与生产的高新技术型企业于2017年正式成立，有序推进关键材料放大制备和生产、电芯设计和研制、模块化集成与管理。目前，已建成钠离子电池正负极材料百吨级中试线及MW⋅h级电芯线，研制出软包、铝壳及圆柱电芯。2018年6月，研制出72 V/80 A⋅h钠离子电池组，首次实现了在低速电动车上的示范应用；2019年3月，研制出30 kW/100 kW⋅h钠离子电池储能电站，首次实现了在规模储能上的示范应用。团队于2019年8月成功举办了第一届全国钠电池研讨会，邀请同行专家和青年学者进行学术与产业化交流。