新一輪能源革命的核心為可再生能源發電與規模儲能，在眾多電化學儲能技術中，由于鈉離子電池具有資源豐富、低成本、高安全、轉換效率高、靈活方便易于集成、響應速度快、免維護等優點，云服務器租用，因此是規模儲能的理想選擇之一。

——胡勇勝

中國科學院物理研究所研究員、中科海鈉創始人兼董事長

日前，中國科學院物理研究所孵化的高新技術企業中科海鈉科技有限責任公司（以下簡稱中科海鈉）、華陽新材料科技集團有限公司與山西轉型綜合改革示范區管理委員會簽署合約，將在太原建設年產2000噸鈉離子電池正負極材料生產線。

2月20日，中國科學院物理研究所研究員、中科海鈉創始人兼董事長胡勇勝在接受科技日報記者采訪時表示，我國鈉離子電池不論是在材料體系和電池綜合性能等技術研發方面，還是在產業化推進速度、示范應用、專利布局以及標準制定等方面均處于國際前列，已具備了先發優勢。

新能源新星正在產業化路上加速

煤炭、石油、天然氣等化石能源的開發令人類社會迅猛發展，而現代非化石能源的進步，也正引發新一輪能源革命。這一次，主角會是誰？

鋰離子電池的呼聲很高。然而，當鋰離子電池在我國越來越多的領域中大規模使用時，一個無法回避的問題也讓人越來越擔憂——我國的鋰資源高度依賴進口。有必要開發不依賴于稀有資源、成本較低的儲能電池技術。

與鋰離子電池技術最接近的鈉離子電池開始嶄露頭角。近年來，擁有自主知識產權的相關成果不斷涌現，以鈉離子電池為“心臟”的智能電動自行車、低速電動車、家庭儲能柜、儲能電站、園區/景區觀光電動車等相繼問世，很多成果在國際上均為首次發布。

在科技部高技術研究發展中心近期組織的“2020年度中國科學十大進展”評選中，鈉離子電池研究入選30項候選成果。

作為新能源的一顆新星，鈉離子電池正在產業化的道路上加速向前，或成為我國引領新一輪能源革命的機會。

“鈉”士招賢彌補“鋰”所不逮

全球范圍來看，鋰資源分布極不均衡，約70%分布在南美洲。現有數據顯示，目前我國80%的鋰資源依賴進口。

“鋰離子電池雖然已成為占據全球電化學儲能規模市場80%份額的‘絕對一哥’，但其資源的稀缺性和較高的成本，導致其產業大規模發展面臨天花板。”胡勇勝在接受科技日報記者采訪時表示。

如何破題？找出平價替代品是當務之急。

因此，與鋰離子電池具有相同工作原理和相似電池構件的鈉離子電池迎來了大好的發展機遇。

與鋰離子電池類似，鈉離子電池依靠鈉離子在正負極之間可逆脫出和嵌入實現電能的存儲與輸出。

鈉資源在地殼中的儲量極其豐富，地殼豐度是鋰的1000倍以上。鈉離子電池在成本方面已經展現出顯著的優勢，如果儲存相同的能量，成本會比鋰離子電池少30%左右。由于電池結構相似，現有的大部分鋰離子電池生產設備可直接投入到鈉離子電池生產中，亞洲服務器租用，在成本控制方面更進一步。

在產業化進程中，價廉很重要，但物美更重要。胡勇勝告訴科技日報記者，鈉離子電池的綜合性能顯示出多重優勢。

隨著研究的不斷深入，研究者發現鈉離子電池具有較好的功率特性、寬溫度范圍適應性、安全性能和無過放電問題等優勢。另外，鈉離子電池的正負極均可采用鋁箔集流體，從而可進一步提升鈉離子電池的能量密度，使鈉離子電池向著低成本、長壽命、高比能和高安全的方向邁進。

胡勇勝舉例，現在常用的手機鋰離子電池大約一個小時才能充滿電量，而鈉離子電池用十幾分鐘甚至更短時間就可以充滿。冬日鋰離子電池因低溫“罷工”現象頻見報道，而鈉離子電池在低至-30℃、高至80℃的環境中，其放電特性依然很好，足見其環境友好之特性，十分“皮實”，經得起折騰。“我們做過試驗，用鋼針刺入鈉離子電池，人為使其短路，發現沒有起火或爆炸。”

便宜、“皮實”、安全，未來鈉離子電池很可能成為鋰離子電池的重要補充技術。

打破技術瓶頸拓寬應用范圍

正極、負極、電解液是鈉離子電池的三大要素。其中，大部分正極材料面臨穩定性差、循環壽命短、成本較高等瓶頸問題。

為解決這些問題，胡勇勝科研團隊繞過了鋰離子電池常用正極材料中的高價格元素鎳、鈷等，使用銅、鐵和錳等比較便宜的常見元素，研究出一種低成本、高穩定性、長壽命的鈉離子電池層狀氧化物正極材料體系。

此前，該團隊與國際學者合作，首次在《科學》雜志上發表了有關鈉離子電池正極材料的研究成果。