中国“巨型充电宝”破局“锂依赖”

本报记者 李迅典

全球首套百兆瓦时级钠离子电池储能电站。

全球首套百兆瓦时级钠离子电池储能电站去年已在湖北潜江正式投运。该电站单次充电可储存10万度电能，在电网低谷时吸纳冗余绿电，在用电高峰时释放电力，相当于一个巨型“充电宝”，可满足约1.2万户普通家庭单日用电需求。这一项目不仅刷新了钠离子电池储能规模的世界纪录，更标志着中国在钠离子电池技术全链路自主研发与大规模商用方面实现重大跨越。中国科学院物理研究所清洁能源实验室主任、中科海钠董事长胡勇胜近日在接受《环球时报》记者采访时表示：“在当前国际能源竞争加剧的背景下，该项目可有效缓解我国新能源产业对锂资源的战略依赖，通过资源替代策略构建了更具韧性的供应链体系，为新型电力系统建设提供了自主可控的技术选项。”

性能实现三大突破
这座被称作“巨型充电宝”的储能电站由42套储能电池仓和21套升压变流一体机组成，其意义远不止于规模创纪录。与传统锂电池相比，钠离子电池在原材料来源上更具可持续性，而潜江电站在性能上实现了长寿命、宽温区、高功率三大突破。

在温度适应性方面，胡勇胜表示：“钠离子电池凭借宽温区特性，在零下20摄氏度低温下仍可保持90%容量（普通锂电池约为50%-60%），60摄氏度高温下也可以稳定使用。这一优势有效保障了冬季严寒和夏季酷热地区储能系统的稳定运行，明显降低储能系统对温控系统的依赖度和能源消耗。”

这一特性极大拓展了储能的地理适用边界，使项目可在中国“三北”地区（华北、西北、东北）以及北欧、北美、东南亚、非洲等极端气候地区稳定运行，显著提升可再生能源配套储能系统的经济性与可靠性。

该电站在电网中起到“削峰填谷”、缓解输配电阻力的作用，还可作为风光新能源并网的关键缓冲装置，提高绿电消纳比例，助力新型电力系统平稳转型。

联合攻克量产难关
关于国产化过程中的最大困难，胡勇胜坦言：“在正负极材料完全自主开发且100%国产化的背后，最大的困难是材料的性能稳定性和成本问题，其次才是设备和工艺问题。”

面对钠电池被认为能量密度低、循环差的技术瓶颈，研究团队跳出了当时国际主流研究的镍基路线。胡勇胜回顾道：“2014年，团队创新性地发现了铜基层状材料中存在的高效可逆反应机制。随后，通过引入铁元素替代部分金属成分，同年成功开发出国际上首个铜铁锰基钠离子电池正极材料体系。该体系不仅实现贵金属的零使用，而且大幅提升了钠离子电池的循环稳定性，奠定了商业化应用的基础。”

在负极材料方面，团队历时3年筛选500余种产碳前驱体，最终创新性地利用我国储量丰富的煤炭资源，首次开发出煤基硬碳产业化技术。胡勇胜表示：“该技术制备的碳负极材料，储钠容量高、循环稳定性优异，极具性价比。”这项突破不仅解决了性能问题，更大幅降低了材料成本。

材料原理突破后，量产装备成为又一道难关。胡勇胜介绍称，“实验室的原理突破后，又遇到生产制造的困难。通过与国内设备制造商联合攻关，解决了诸多生产工艺问题，如正极材料温度均匀性控制、负极涂布表面张力问题、极片辊压控制等钠电池特殊工艺，直接支撑了大容量电芯从实验室到规模化量产的跨越。”

这一过程充满了挑战。“从实验室2Ah的电芯到量产大容量电芯的过程，就是前面提到的正负极材料突破和制造装备、工艺攻关的过程。这个过程现在总结起来似乎逻辑清晰、路径明确，但实际上是个不断反复和尝试的过程，远没有现在说起来这么有章法。”

胡勇胜感慨道：“正极避开主流镍基路线，负极用煤替代椰壳生物质，我们不仅没被‘卡脖子’，反而把路修宽了。”

为发展中国家提供可复制的绿色能源自主化路径
胡勇胜表示，中国钠电正在成为“全球绿能新名片”。潜江电站的投运在国际能源领域引起广泛关注，他表示：“钠电技术通过多国专利授权构建了技术护城河，成为我国抢占国际技术制高点的关键基石。依托全球70%的钠电专利布局，以及快速的产业化能力，我国钠离子电池产业已经在全球新型储能领域大幅度领先。”相关技术已获得中、美、日、欧等多国专利授权，显示出强大的研发控制力和技术话语权。

值得注意的是，中国已从国际标准的“参与者”转向“制定者”。胡勇胜强调称，“与产业优势同步的是国际标准制定上的引领性。2021年以来，中科海钠与工信部、中关村储能联盟、国内钠电企业共同制定了多项标准，涉及材料、电芯、应用等多个领域，这些标准正在成为事实上的国际标准或国际标准制定的核心参考，这一系列进展彰显了中国在新型储能领域的技术话语权，正从标准参与者转向规则制定者。”

在市场与战略层面，钠电池不仅是一种技术替代，更是中国应对锂资源对外依存度过高的战略回应。中国锂资源进口依赖度超过70%，而钠资源储量丰富、分布广泛。胡勇胜对记者说道：“钠电并非要取代锂电，而是要构建互补体系，这对于中国摆脱锂资源的定价被动局面非常重要，与磷酸铁锂电池相比，钠电凭借其原材料天然的成本优势和稳定性能形成价格锚定效应。”

胡勇胜还对相关未来市场前景做出展望：“随着应用规模的扩大，钠电的成本优势不断凸显，预计到2030年在新能源领域市场占有率将突破20%。因为与锂离子电池产业生态兼容，一方面会随着锂电池的价格波动此消彼长，自动调节锂电的供需关系，成为锂资源价格的平衡器，另一方面也可以通过钠离子电池的应用策略和使用规模，主动干预锂资源价格。”

与此同时，钠离子电池也有望成为中国继光伏、风电、锂电之后的第四张“国际绿能名片”。中科海钠已与英国、德国、东南亚等国家和地区开展合作，胡勇胜表示：“从当前发展趋势和技术优势来看，钠离子电池有望与其他新型储能技术一起成为‘国际绿能名片’。钠离子电池具备‘快充无损、低温无阻、过放无忧、资源无限’的独特优势，“这些优势使其能为发展中国家提供‘资源适配型’解决方案。例如，在锂资源匮乏的发展中国家，钠离子电池可充分利用普遍丰富的钠资源，降低对进口锂资源的依赖。”

这种技术输出正在产生广泛国际影响。胡勇胜称，“这种‘中国技术+本地资源’的组合，正在重塑全球新能源产业格局，为发展中国家提供了一条可复制的绿色能源自主化路径，对全球发展中国家发展绿色科技具有重要的参考价值。”特别是在共建“一带一路”国家，“钠离子电池资源丰富、成本低廉，其成本优势体现在全生命周期，将直接推动相关缺电国家新能源储能装机量增长，不仅可加速全球可再生能源普及，也会重塑新能源产业的全球分工。”