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第192章 储能新 钠离子电池生态布局(1 / 1)

全固态电池电解质的规模化量产,让启航新能源在车用新能源材料领域站稳了全球领航地位,但林舟的目光,早已投向了新能源产业的另一大核心赛道——储能。全球能源转型的浪潮下,光伏、风电等可再生能源的装机量呈爆发式增长,储能市场的需求缺口逐年扩大,而传统锂离子电池因锂资源稀缺、价格波动大,难以满足储能场景的低成本、大规模应用需求。钠离子电池凭借钠资源储量丰富、成本低廉、低温性能优异的特性,成为储能领域的最优解,也成为启航打造新能源产业第二增长曲线的核心布局方向。

此时的钠离子电池行业,正处于技术突破的关键期,行业普遍面临三大痛点:硬碳负极与电解液的适配性差,导致电池循环寿命不足1500次;正极材料的容量偏低,能量密度难以突破160Wh/kg;上下游产业链协同不足,原料、材料、电池、应用端各自为战,制约了产业化进程。科力奇等国外巨头虽已布局钠离子电池电解液研发,但仍停留在实验室阶段,尚未实现商业化突破。启航新能源凭借在电解质研发领域的技术积淀,顺势启动“钠电启航计划”,聚焦钠离子电池电解液与正极材料的协同研发,目标是打造适配储能场景的高稳定性、低成本钠离子电池材料体系,同时构建全产业链生态,推动钠离子电池的规模化应用。

“钠电不是锂电的补充,而是新能源产业的全新赛道,尤其是储能领域,钠电将成为主流。”在“钠电启航计划”启动会上,林舟向研发团队与联盟成员明确方向,“我们要发挥电解液研发的核心优势,联动上游钠资源企业、中游电池厂商,攻克材料适配难题,同时牵头成立钠离子电池产业联盟,打通从资源到应用的全产业链,让中国的钠电技术引领全球产业化进程。”

陈默带领的研发团队,将攻坚的首个目标锁定在硬碳负极适配电解液的研发上。钠离子电池的硬碳负极在充放电过程中,会出现严重的界面副反应,导致SEI膜不稳定、电解液持续消耗,这是制约循环寿命的核心原因。与锂离子电池不同,钠离子的半径更大,脱嵌过程中对电极的冲击更强,对电解液的成膜性能、兼容性要求更高。研发团队从电解液的溶剂体系、成膜添加剂、锂盐替代三个维度入手,展开了上千次的配方实验。

最初,团队尝试将锂离子电池电解液的配方简单改性后应用于钠电,但效果极差,循环500次后容量保持率仅为40%。研发团队随即调整思路,摒弃锂电电解液的研发惯性,针对钠离子的特性重新设计溶剂体系——采用碳酸乙烯酯(EC)与碳酸二乙酯(DEC)的复合溶剂,搭配自主研发的新型钠盐,提升电解液的离子电导率;同时筛选出专属的成膜添加剂,在硬碳负极表面形成一层致密、柔韧、高稳定性的SEI膜,有效抑制界面副反应的发生。为了提升低温性能,团队还在电解液中引入了氟代溶剂,让电池在-20℃的低温环境下,放电容量保持率仍达85%,完美适配储能电站的户外应用场景。

在电解液研发取得突破的同时,研发团队同步推进正极材料的研发。针对层状氧化物正极材料容量偏低、结构稳定性差的问题,团队采用“元素掺杂+形貌调控”技术,在镍钴锰酸钠正极材料中引入微量镁、钛元素,优化晶体结构,提升材料的容量与循环稳定性;同时通过喷雾干燥法制备球形正极材料,改善材料的振实密度,进一步提升电池的能量密度。经过半年的日夜攻坚,启航的钠离子电池材料体系终于实现突破:自主研发的高稳定性钠基电解液,与硬碳负极的适配性达到行业领先水平,搭配改性层状氧化物正极材料,组装的钠离子电池能量密度突破180Wh/kg,循环寿命达2000次,-20℃低温放电容量保持率85%,且电池综合成本较锂离子电池降低35%,完全满足储能场景的应用需求。

实验室的技术突破只是第一步,钠离子电池的产业化,离不开全产业链的协同支撑。钠资源的开采、钠盐的制备、硬碳负极的生产、电池的封装、储能场景的应用,每个环节都需要紧密配合,而当时的行业现状,却是上下游环节脱节,核心原料产能不足,应用场景尚未打开。为了破解这一难题,启航新能源依托全球新能源核心材料创新联盟的资源,牵头成立了钠离子电池产业联盟,首批吸纳了国内60余家企业加入,涵盖上游钠矿开采、钠盐生产企业,中游硬碳负极、电池隔膜、电池封装企业,下游储能电站、低速电动车、通信基站应用企业,形成了“资源-材料-电池-应用”的完整产业链布局。

启航为钠离子电池产业联盟制定了清晰的发展规则:开放钠电电解液与正极材料的基础专利,联盟成员可免费共享;建立原料与产品的协同供应机制,上游钠资源企业优先为联盟内材料企业供货,中游材料企业优先为联盟内电池厂商配套;设立钠电技术创新基金,首期注资5亿元,扶持联盟内企业的技术研发与产能建设;搭建应用示范平台,联合下游应用企业打造钠离子电池的示范应用场景,加速市场推广。

联盟成立后的首个核心动作,便是推动上游核心原料的产能建设。启航与联盟内的钠矿开采企业合作,在青海、四川等钠资源富集区建设钠盐生产基地,采用盐湖提钠、矿石提钠技术,实现碳酸钠、氯化钠等基础钠盐的规模化生产,同时开发高纯度六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠等钠电专用盐,解决了核心原料“卡脖子”的问题。针对硬碳负极产能不足的问题,启航联合联盟内的炭材料企业,共建硬碳负极生产基地,采用生物质炭化技术,实现硬碳负极的低成本、规模化生产,产能达万吨级,满足联盟内电池厂商的需求。

中游电池生产环节,启航与宁德时代、鹏辉能源等联盟内的电池厂商合作,共建钠离子电池中试与量产基地,将启航的电解液与正极材料体系进行产业化适配,优化电池的封装工艺与生产流程,实现钠离子电池的规模化生产。首批量产的钠离子电池,主要面向低速电动车、通信基站备电等中小功率储能场景,凭借低成本、高稳定性的优势,迅速打开市场,仅三个月就拿下了1GWh的低速电动车电池订单。

真正让钠离子电池迎来产业化爆发的,是大功率储能电站场景的突破。全球光伏、风电的大规模并网,对储能电站的需求与日俱增,而锂离子电池因成本高、资源受限,难以满足GW级储能电站的应用需求。启航联合联盟内的储能企业,打造了国内首个GW级钠离子电池储能示范电站,位于内蒙古光伏产业园,总装机容量1.2GW,配套当地的光伏电站,实现光伏发电的存储与并网消纳。该示范电站采用启航的钠离子电池材料体系,电池循环寿命达2000次,充放电效率达89%,综合度电成本较锂离子电池储能电站降低40%,且在内蒙古的低温环境下,冬季运行稳定,无明显性能衰减。

示范电站的成功投运,成为钠离子电池产业化的里程碑事件,验证了钠电在大功率储能场景的可行性与经济性。国家能源局高度评价该项目,将其列为全国新能源储能示范工程,推动钠离子电池在储能领域的规模化应用。此后,山东、甘肃、新疆等光伏、风电大省纷纷向启航抛出橄榄枝,签订钠离子电池储能电站的合作协议,启航的钠离子电池材料订单呈爆发式增长,仅半年就突破5GWh,成为全球钠离子电池材料的最大供应商。

为了进一步推动钠离子电池的标准化与规范化发展,启航牵头联盟制定了钠离子电池材料与电池的行业标准,发布《钠离子电池电解液技术要求》《层状氧化物钠离子电池正极材料规范》《钠离子电池储能电站技术导则》等多项标准,填补了行业空白,推动钠离子电池产业走上标准化、规范化的发展道路。同时,启航将钠离子电池技术纳入全球新能源技术普惠基金的扶持范围,向发展中国家输出钠电技术与生产标准,在东南亚、非洲等地区建设钠离子电池储能示范项目,推动全球储能产业的低成本发展。

“钠电启航计划”的落地,不仅让启航新能源成功打造了新能源产业的第二增长曲线,更推动中国成为全球钠离子电池产业化的引领者。截至目前,启航的钠离子电池电解液与正极材料占据全球市场份额的45%,钠离子电池产业联盟成员突破150家,形成了年产值超百亿的钠电产业链,带动了上下游数千家企业的发展。科力奇等国外巨头虽试图跟进布局钠离子电池研发,但因缺乏全产业链协同优势,技术与量产进度远落后于中国,全球钠电产业的技术话语权与市场主导权,牢牢掌握在中国企业手中。

在启航的钠电研发中心,研发团队并未停下脚步,“钠电启航计划”的第二阶段研发已经启动,目标是进一步提升钠离子电池的性能:将能量密度突破200Wh/kg,循环寿命达3000次,综合成本再降低20%,同时开发适配动力电池的高功率钠离子电池材料体系,推动钠电在新能源汽车领域的应用。“储能是钠电的现在,动力电池是钠电的未来,”陈默在研发会议上表示,“我们要持续引领钠电技术的迭代,让钠电不仅成为储能领域的主流,更成为新能源汽车领域的重要补充,构建锂电与钠电协同发展的新能源材料体系。”

内蒙古的GW级钠离子电池储能示范电站里,一排排钠离子电池储能柜整齐排列,源源不断地将光伏发电转化为电能存储起来,再平稳输送到电网中;启航的钠电材料生产基地里,电解液与正极材料的生产线满负荷运转,产品运往全球各地的电池工厂与储能电站;东南亚的乡村里,启航援建的钠离子电池储能站,为当地居民提供了稳定的电力供应,点亮了一盏盏明灯……钠离子电池的产业化,不仅为全球储能产业的发展提供了低成本解决方案,更为发展中国家的能源转型提供了新路径。

林舟站在内蒙古储能示范电站的监控中心,看着屏幕上实时跳动的充放电数据,心中感慨万千。从锂电电解液到全固态电池电解质,再到钠离子电池材料,启航的每一次布局,都紧扣新能源产业的发展趋势;从国内产业联盟到全球创新联盟,再到钠离子电池全产业链生态,启航的每一步发展,都离不开产业链的协同创新。“新能源产业的发展,从来不是单一技术、单一企业的胜利,而是全产业链的协同共赢,”林舟望着远处的光伏电站与储能柜,目光坚定,“锂电引领车用市场,钠电主导储能领域,全固态电池开启下一代革命,这就是启航为全球新能源产业描绘的发展蓝图。”

如今的启航新能源,已形成“锂电+钠电+全固态电池”三大材料体系协同发展的格局,车用与储能两大赛道双轮驱动,全球市场份额持续攀升。钠离子电池生态的构建,让启航的全球影响力再度提升,不仅成为全球电解液行业的绝对龙头,更成为全球储能材料领域的领航者。而这场由启航引领的钠电革命,才刚刚开始,随着技术的持续迭代与产业化的深入推进,钠离子电池将在全球能源转型的浪潮中,发挥越来越重要的作用,为实现全球碳中和目标,贡献源源不断的中国力量。