钠电池负极材料：传统石墨负极储钠能力差,硬碳_软碳是相对更理想的钠电负极材料分析研究.pdfVIP

钠电池负极材料：传统石墨负极储钠能力差，硬碳/软碳是相对更理想

的钠电负极材料

十三五期间，科技部通过国家重点研发计划智能电网技术与装备

重点专项，对电池储能相关技术进行了系统部署。其中，钠基储能电

池技术作为重点支持方向之一，在高安全长寿命和低成本钠基储能电

池的基础科学问题研究等项目系列成果推动下进步显著。

由于钠离子电池的结构和工作原理基本与锂离子电池相同，因此，

钠离子电池可以借鉴锂离子电池的产业化经验，极大的简化钠离子电

池的生产工序。但是由于钠离子半径要比锂离子大70%，导致钠离子电

池能量密度不足，为此，相关企业纷纷加大研发投入力度，钠离子电

池应用的关键问题被逐渐攻克，前期制约钠离子电池产业化的正负极

材料均已实现技术突破，层状氧化物正极+碳基负极+有机电解液体系

的钠离子电池即将迈入到商业化阶段，有望实现规模化生产。同时，

钠离子电池的原材料成本相对于锂离子电池具有天然的优势，尤其是

在碳酸锂价格处于高位的情况更为显著，锂离子电池成本居高不下将

推动钠离子电池产业化进程的加速。

一、钠电池负极材料：传统石墨负极储钠能力差，硬碳/软碳是相对

更理想的钠电负极材料

理想的钠离子电池负极材料应当尽量满足：1）工作电压低；2）

比容量高；3）首周库仑效率高；4）压实密度高；5）电子和离子电导

率高；6）结构稳定（体积形变小），空气稳定；7）成本低廉和安全

无毒等特点。现有能够用于钠离子电池的负极材料主要包括：碳基

材料、合金类材料、和金属基复合物材料，其中碳基材料由于具有导

电性好、成本低廉、无毒环保，成为钠离子电池负极材料的首选。碳

基材料主要包括石墨类材料、无定形碳材料（软硬碳）、纳米碳材料。

其中，石墨负极在碳酸酯电解液中几乎不具备储钠能力，在醚类

溶剂中虽能使溶剂化的钠离子共嵌到石墨层中，但其低的容量、高的

电压以及电解液参与反应会降低实际电池的能量密度，因此石墨负极

在钠离子电池中难以使用。

二、于加快推动新型储能发展的指导意见（发改能源规〔2021〕

1051号）

2021年四月下旬，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》，主要目标是到2025年实现新型储

能从商业化初期向规模化发展转变。新型储能技术创新能力显著提高，

核心技术装备自主可控水平大幅提升，在高安全、低成本、高可靠、

长寿命等方面取得长足进步，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，

市场环境和商业模式基本成熟，装机规模达3000万千瓦以上。新型储

能在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用。到2030年，实

现新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控，技术

创新和产业水平稳居全球前列，标准体系、市场机制、商业模式成熟

健全，与电力系统各环节深度融合发展，装机规模基本满足新型电力

系统相应需求。新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。

三、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。

四、企业重视产品和技术的研发投入，钠离子电池技术得到一定突

破

钠离子电池作为一种新的电池技术路线，吸引众多锂离子电池企

业入场布局，其中布局钠离子电池技术的公司就有宁德时代、鹏辉能

源等等。从企业营业收入来看，宁德时代营业收入在2017-2021年间

呈现逐年上升的走势，其中2021年涨幅最大，主要是因为业务规模增

长、产销量提升带动营业收入相应增长，而毛利率受部分原材料价格

上涨的缘故，则处于不断下降的状态。鹏辉能源营业收入整体也处于

不断增长的状态，但