最近,据国内媒体报道,中国第一个大容量钠离子电池储能电站已在广西南宁建成并投入运营。这也是钠离子电池技术首次应用于大容量储能电站,也是我国钠离子电池储能技术首次实现大规模应用。该电站由南方电网广西电网公司投资,生产规模为10兆瓦。据报道,南方电网项目团队已开发出中国第一个钠离子储能电池具有210安全的使用寿命、宽温区和高安全性,开发了中国第一个十兆瓦时钠离子电池储能系统。
数据显示,锂离子电池仍然是我国新型储能技术路线的主导地位。截至今年一季度末,全国已建成投产的新型储能项目已超过3500万千瓦,其中锂离子电池储能装机占97.4%。然而,锂离子电池带来的问题也很明显。例如,锂离子电池的关键材料主要依赖于进口、资源短缺等问题,难以支持国内新储能产业的可持续发展,需要找到与锂离子电池有效互补的新材料。钠离子电池已成为最好的电池之一。与锂离子电池相比,钠离子电池具有储能丰富、提取方便、成本低、低温性能好、大规模储能优势明显。
据南方电网介绍,目前该项目采用大容量钠离子电池和智能串联技术,大大提高了系统的能量转换效率,同时提高了储能系统的安全性。同时,最新的储能变流温控技术和安全防护技术也应用于项目中,使钠离子电池储能系统在实现92%以上能量整体转化效率的同时,2.2万多个电池的温差不超过3摄氏度。确保钠离子电池在转换效率、安全性等诸多关键指标上优于同类锂离子电池储能系统。
未来钠离子储能电池的发展
钠电池在许多场景中具有优异的应用空间。不仅如此,钠离子电池在成本上也比锂离子电池更有优势。据南方电网专家介绍,随着钠离子电池储能进入大规模发展阶段,成本可以降低在充分改善电池结构和工艺、提高材料利用率和循环寿命的前提下,20%至30%的用电成本可降至0.2元/千瓦时,可以说是推动新型储能经济应用的重要技术方向。
目前,商业化钠离子电池中使用的负极材料主要是硬碳,正极材料也有多种选择,包括层氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝化合物。随着生产规模的扩大和技术的进步,钠离子电池的成本有望进一步降低,从而促进其大规模的商业应用。未来,钠离子电池的性能将主要集中在能量密度、功率密度、循环寿命等方面。其中,电解质是影响电池性能的重要因素。开发新型液体电解质和固体电解质,特别是固体电解质,可以显著提高电池的安全性,提高能量密度和工作温度范围。同时,多层结构、三维电极设计和更高效的集流体使用可以改善电池内的离子传输和电子传输,从而提高整体性能和循环寿命。
集成先进传感器实现电池状态的精确监控和管理,还可以提高电池的使用效率和安全性,延长使用寿命。当然,提高能量密度是未来钠离子电池进一步普及的首要挑战。这就要求开发复合磷酸焦磷酸亚铁钠等高容量正负极材料,不仅成本低,而且具有优异的循环性能,通过化学改性或结构调节提高材料的可逆容量。目前,随着钠离子电池储能技术的大规模应用,预计将与锂离子电池在电化学储能、电动汽车、工程机械等应用领域形成有效的互补和替代。
广西南宁大容量钠离子电池储能电站的成功运行,标志着钠离子电池技术在储能领域实现了大规模应用的里程碑式突破,验证了其在大容量储能场景中的技术可行性和经济潜力。它也为钠离子电池开辟了一条新的商业道路,表明它将在全球范围内发展能源在可持续能源系统的转型和建设中发挥着越来越重要的作用,加快储能产业向更加多元化、更好的成本效益方向发展。