Dựa trên sự tích lũy công nghệ và dưới sự điều hành chính sách hợp lý, quá trình công nghiệp hóa pin natri-ion ở nước tôi sẽ bắt đầu tăng tốc vào năm 2022.

Ngành công nghiệp xe điện và lưu trữ năng lượng toàn cầu đang phát triển nhanh chóng, thúc đẩy nhu cầu về pin lithium-ion, loại pin chính thống, tăng nhanh. Tuy nhiên, có một loại pin natri-ion có chi phí thấp hơn pin lithium, đang được ngành công nghiệp theo dõi và triển khai chặt chẽ, và dự kiến sẽ "gây tiếng vang lớn" trong thị trường lưu trữ năng lượng và xe điện tốc độ thấp.

Gần đây, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia, Tổng cục Năng lượng Quốc gia, Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin, Bộ Khoa học và Công nghệ cùng chín bộ, ủy ban khác đã cùng ban hành "Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 về phát triển năng lượng tái tạo" và các công nghệ lưu trữ năng lượng mật độ cao khác.

Ngay từ tháng 8 năm ngoái, Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin đã tuyên bố sẽ tăng cường bố cục trong các văn bản chính sách như các kế hoạch liên quan đến "Kế hoạch 5 năm lần thứ 14", bắt đầu từ việc thúc đẩy nghiên cứu công nghệ tiên tiến, cải thiện chính sách hỗ trợ và phát triển ứng dụng thị trường. Cải thiện chính sách công nghiệp và phối hợp và chỉ đạo phát triển chất lượng cao của ngành pin ion natri.

Đồng thời, Bộ Khoa học và Công nghệ cũng tuyên bố sẽ triển khai dự án trọng điểm “Công nghệ lưu trữ năng lượng và lưới điện thông minh” trong giai đoạn “Kế hoạch 5 năm lần thứ 14” và đưa công nghệ pin natri-ion vào nhiệm vụ phụ để thúc đẩy hơn nữa quy mô và giảm chi phí pin natri-ion, nhằm nâng cao hiệu suất tổng thể.

Trên thực tế, lý do khiến người ta chú ý nhiều đến quá trình công nghiệp hóa pin natri-ion chủ yếu là do ưu điểm về nguồn tài nguyên dồi dào và chi phí thấp.

Nguyên lý hoạt động của pin natri-ion tương tự như pin lithium-ion. Chủ yếu dựa vào sự di chuyển của các ion natri giữa điện cực dương và điện cực âm để thực hiện sạc và xả. Nó có thể tương thích với một số nguyên liệu thô và thiết bị sản xuất hiện có của loại sau.

Theo góc độ dự trữ, trữ lượng tài nguyên lithium trong vỏ trái đất chỉ chiếm 0,002%, ít hơn một phần nghìn natri, và Úc, Chile, Argentina và các quốc gia khác là những khu vực sản xuất chính trên thế giới. Tài nguyên lithium trong nước không đủ năng lực sản xuất và hiện đang phụ thuộc rất nhiều vào nhập khẩu.

Natri là nguyên tố phổ biến thứ sáu trong lớp vỏ Trái Đất và phân bố địa lý đồng đều nên không dễ xảy ra khủng hoảng tài nguyên, điều này giúp dễ dàng thu được các hợp chất ion natri và có chi phí xử lý thấp hơn.

Xét về hiệu suất điện hóa, pin natri-ion có hiệu suất điện hóa và độ an toàn tương đối ổn định, đồng thời có phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng.

Xét về khả năng ứng dụng của hợp chất ion natri, ở điện áp thấp, nhôm sẽ không tạo hợp kim với natri, do đó cực dương của pin ion natri có thể sử dụng bộ thu dòng điện bằng nhôm, thay vì chỉ sử dụng bộ thu dòng điện bằng đồng như pin lithium, có thể giảm chi phí và trọng lượng của pin.

Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, pin natri-ion có những vấn đề như mật độ năng lượng thấp, tuổi thọ chu kỳ ngắn và chuỗi cung ứng và kịch bản ứng dụng không hoàn hảo. Vì mục đích này, một nhóm "người tiên phong" trong ngành đã bắt đầu hành trình khám phá toàn bộ.

Về mặt các công ty sản xuất pin, hiện nay, các công ty sản xuất pin như Ningde Times, Xinwangda, Penghui Energy, Paineng Technology, Zhongke Haina, Lishen và các công ty sản xuất pin khác đã có những bố cục phù hợp cho pin natri-ion.

Vào tháng 7 năm 2021, CATL đã phát hành pin natri-ion thế hệ đầu tiên với mật độ năng lượng một cell là 160Wh/kg, có thể sạc 80% điện năng trong 15 phút ở nhiệt độ phòng và có khả năng giữ lại dòng xả hơn 90% ở nhiệt độ -20°C. Tỷ lệ. Sự chú ý của ngành công nghiệp đối với pin natri-ion ngay lập tức bắt đầu nóng lên.

Sau đó, Xinwangda thông báo rằng họ có một số bằng sáng chế như phương pháp bổ sung natri cho pin ion natri, pin ion natri và phương pháp chế tạo pin này.

Và tiến độ của Zhongke Hai Na còn nhanh hơn. Vào tháng 6 năm ngoái, hệ thống lưu trữ năng lượng pin natri-ion 1MWh đầu tiên trên thế giới đã được ra mắt. Vào cuối năm đó, công ty đã bắt tay với Tập đoàn Tam Hiệp và đạt được sự hợp tác với Thành phố Phụ Dương để cùng nhau xây dựng dây chuyền sản xuất pin natri-ion quy mô lớn đầu tiên. Công suất sản xuất dự kiến là 5GWh. Dự án dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất trong năm nay.

Được biết Penghui Energy đã sản xuất một mẫu pin ion natri (sử dụng catốt natri phosphat và anode hệ thống cacbon cứng), hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm; thế hệ sản phẩm pin ion natri đầu tiên do Penghui Technology phát triển cũng đã hoàn thành thử nghiệm thử nghiệm. Việc sản xuất thử nghiệm pin và sản xuất hàng loạt quy mô lớn của nhiều doanh nghiệp đang tiến triển theo trình tự.

Ngoài ra, Battery China còn biết rằng CATL đã bắt đầu công nghiệp hóa pin natri-ion và có kế hoạch hình thành chuỗi công nghiệp cơ bản vào năm 2023.

Theo quan điểm của chuỗi công nghiệp, việc thương mại hóa pin natri-ion cũng không thể tách rời khỏi việc cung cấp vật liệu mới. Về mặt vật liệu và chất điện phân tích cực và tiêu cực, các công ty như Công nghệ Dangsheng, Polyfluoride, Công ty TNHH Huayang, Công nghệ Yongtai, Công ty TNHH Lianchuang và Vật liệu mới Zhenhua đều đã lên kế hoạch hoặc triển khai.

Là một trong những công ty vật liệu pin lithium hàng đầu trong nước, Dangsheng Technology và Lishen Battery đã bắt tay nhau để tăng cường hợp tác trong các lĩnh vực công nghệ tiên tiến như pin natri-ion và các vật liệu chính của chúng.

Đánh giá theo tiến độ, các sản phẩm natri hexafluorophosphate của công ty hóa chất flo Polyfluoride đã được vận chuyển theo từng lô, và các sản phẩm NaFSI đang được phát triển.

Huayang, công ty gián tiếp nắm giữ 1,66% cổ phần của Zhongke Haina, có kế hoạch xây dựng dây chuyền sản xuất vật liệu pin ion natri một nghìn tấn. Giai đoạn đầu của dự án đã hoàn thành để sản xuất thử nghiệm vào cuối quý 1 năm 2022. Dây chuyền sản xuất pin ion natri dự kiến sẽ bắt đầu sản xuất vào cuối quý 3.

Xiangfenghua, một công ty sản xuất vật liệu cực dương pin lithium, đã phát triển vật liệu cực dương carbon cứng hiệu suất cao cho pin natri-ion, hiện đang được các khách hàng liên quan thử nghiệm.

Ngoài ra, Yongtai Technology tuyên bố rằng họ có kế hoạch đầu tư vào một dự án với sản lượng hàng năm là 250 tấn vật liệu pin ion natri. Zhenhua New Materials và Lianchuang Co., Ltd. cũng đã triển khai nghiên cứu về vật liệu và phụ gia liên quan đến pin ion natri... Các công ty tham gia vẫn đang mở rộng.

Không chỉ vậy, việc xây dựng các dự án liên quan đến pin natri-ion đã tăng tốc đáng kể trong những tháng gần đây. Vào tháng 3, dự án lập kế hoạch pin natri-ion lớn nhất của đất nước, Dự án năng lượng sạch Xinyang Sơn Tây, đã được đưa vào sản xuất thử nghiệm; vào tháng 4, Cục Xây dựng thứ tám của Trung Quốc và các đơn vị khác đã ký hợp đồng với Thành phố Ôn Châu để xây dựng 5 sản phẩm dây chuyền sản xuất lưu trữ năng lượng pin natri-ion 1GWh; 5 Vào tháng 1, dự án thử nghiệm vật liệu catốt pin natri-ion và dây chuyền thử nghiệm pin của Shanghai Purna Energy đã được ký kết.

Đồng thời, "con đường" này cũng thu hút được "nguồn vốn đầu vào". Zhongke Haina và Zhongna Energy lần lượt nhận được khoản đầu tư từ Hubble và Country Garden của Huawei; Na Innovation Energy và CITIC Securities đã ký thỏa thuận chung thúc đẩy thương mại hóa vật liệu cốt lõi và các sản phẩm liên quan cho pin natri-ion.

Các doanh nghiệp chuỗi công nghiệp đã nỗ lực, và tất cả những người tham gia đều đẩy nhanh quá trình gia nhập, điều này chứng tỏ sự lạc quan về triển vọng công nghiệp hóa của pin natri-ion. Theo phân tích của CICC, với sự phổ biến của việc lưu trữ năng lượng và điện khí hóa xe ô tô chở khách và xe thương mại, các kịch bản ứng dụng khác nhau có các yêu cầu khác nhau về chi phí, mật độ năng lượng, khả năng sạc nhanh, vòng đời và độ an toàn của pin. Các giải pháp kỹ thuật khác nhau như "lithium ion", "natri ion" và "natri ion + lithium ion" phù hợp hơn với nhu cầu của các kịch bản ứng dụng khác nhau.

Về các kịch bản áp dụng, Hu Yongsheng, người sáng lập Zhongke Haina, tin rằng các sản phẩm pin natri-ion sẽ chủ yếu được sử dụng trong các kịch bản dưới 150Wh/kg và sẽ trở thành sự bổ sung hữu ích cho pin lithium-ion trong lĩnh vực pin lưu trữ năng lượng và xe điện tốc độ thấp.

Về quy mô thị trường, Haitong Securities dự đoán nhu cầu pin natri-ion toàn cầu sẽ đạt khoảng 67,4GWh vào năm 2025 và tỷ lệ thâm nhập sẽ đạt 3,5%.

Dưới sự gia tăng liên tục của một loạt các chính sách, khi các doanh nghiệp tăng cường đầu tư, không ngừng nâng cấp công nghệ và từng bước hoàn thiện chuỗi công nghiệp, pin natri-ion dự kiến sẽ trở thành sản phẩm bổ sung quan trọng cho pin lithium-ion trong tương lai và trở thành một cực tăng trưởng khác của ngành pin, lưu trữ năng lượng và thị trường xe điện tốc độ thấp có thể sẽ mở ra những thay đổi.

Nguồn: Battery China Network