摘要:中南大学化学电源与材料研究所所长/教授唐有根预测,未来三年钠离子电池年均出货量将超过50GWh,到2030年全球钠离子电池出货量有望突破1000GWh,产值可达3000亿元,应用领域涵盖储能系统、低速电动车、电动自行车、工程装备、启停电源等多个方面。
摘要:中南大学化学电源与材料研究所所长/教授唐有根预测,未来三年钠离子电池年均出货量将超过50GWh,到2030年全球钠离子电池出货量有望突破1000GWh,产值可达3000亿元,应用领域涵盖储能系统、低速电动车、电动自行车、工程装备、启停电源等多个方面。
2025遂宁国际锂电产业大会现场
电池百人会-电池网9月20日讯(林音 四川遂宁 图文直播)9月18日-20日,“2025遂宁国际锂电产业大会”在四川遂宁召开。本届大会以“锂向新质智胜未来”为主题,聚焦锂矿资源、液态锂电池、固态电池、钠电池、储能等热点赛道和话题,特邀中国、俄罗斯、印度、德国、澳大利亚、加拿大等海内外大咖精彩分享,特设新品技术展示、供需资源对接、产业基金专题对接、园区参观等环节,汇聚行业知名院士、专家、产业链上市公司、专精特新企业、国内外投资机构等400+各界人士,共同探索产业高质量发展之路,推动上下游供需共振,促进产业创新升级。
中南大学化学电源与材料研究所所长/教授唐有根
20日上午,中南大学化学电源与材料研究所所长/教授唐有根在本次大会钠电池分论坛上作了题为《钠离子电池硬碳负极材料的研究开发与产业化》的主题演讲,分享了钠离子电池产业发展、硬碳负极材料研究等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:
性能突破关键在负极材料
“钠离子电池作为一种极具潜力的储能技术,近年来发展迅速。”唐有根讲道,2025年上半年,宁德时代发布了能量密度达到175Wh/kg的第二代钠离子电池,标志着钠离子电池技术取得了重大突破。目前,国内外众多企业纷纷布局钠离子电池的产业化,行业已进入量产化新阶段。
相对铅酸电池,钠离子电池有绝对优势;相对于磷酸铁锂电池和三元锂电池,钠离子电池在成本、安全、快充和低温性能上存在较大优势。
唐有根预测,未来三年钠离子电池年均出货量将超过50GWh,到2030年全球钠离子电池出货量有望突破1000GWh,产值可达3000亿元,应用领域涵盖储能系统、低速电动车、电动自行车、工程装备、启停电源等多个方面。
“钠离子电池的性能突破,关键在负极材料。” 唐有根指出,当前钠离子电池负极材料主要分为碳基、钛基、合金基等,其中碳基材料因资源丰富、结构可调控、工作电位低、循环寿命长,成为最具潜力的技术路线。
而在碳基材料当中,硬碳作为一种无定形碳材料(难以石墨化),其内部碳层弯曲堆垛形成了大量的闭孔结构可以大量储存钠离子,因此具有较高的比容量,是目前钠离子电池最具应用潜力的负极材料。
不过,不同原材料的硬碳生产工艺存在较大差异,前驱体的选择影响硬碳材料的性价比和产业化进程。
从唐有根分析的数据来看,生物质基、树脂基、沥青基等不同前驱体原料制备的硬碳在比容量、首效、工作电压、灰分、原料成本、产碳率和产业化难度等方面各有特点,其中生物质基硬碳因性能优异、成本低廉、产业化难度低而备受关注。
目前,国内众多企业大多均选用生物质作为原材料在硬碳负极材料领域展开布局,并且已经从中试转入量产阶段。
唐有根提醒道,生物质硬碳负极材料在发展过程中也面临着一些问题,如闭孔形成机制尚不明确、倍率性能有待提升、首次库仑效率较低以及产业化难度较高等。
针对这些问题,可通过探索闭孔形成机制、闭孔结构调控技术提升平台容量与倍率以及竹基硬碳规模化生产技术,进一步优化硬碳性能。
竹基硬碳材料产业化实现
“在常见的生物质前驱体当中,竹材相比于其他材料,生长周期短、资源丰富、成本低廉,性能优异。”唐有根讲道。
据介绍,竹材来源广泛,目前全国总竹林面积为752.7万公顷,其中福建、江西、湖南三省竹资源总量占全国50%,年产竹材1.5亿吨,换算成生物质碳可达3000万吨。其中毛竹(楠竹)占全部竹材品种的70%,价格可低至400元/吨。
竹材原料灰分较低,K含量高,易通过酸洗去除。竹碳通常质地较软,粉碎过程中引入的Fe等金属杂质少。
竹材纤维素含量高,具有较高的含氧量,有利于碳化过程中闭孔的形成。高纤维素含量的前驱体可以获得更高的储钠性能,同时其所含一定量的木质素有利于提高前驱体的成碳率。
“基础研究的价值,最终要通过产业化实现。” 唐有根以湖南钠科新材料有限公司(简称 “钠科新材”)为例,展示了竹基硬碳从实验室到生产线的全过程。
钠科新材成立于2022年,是中南大学与上市公司威胜相关产业产学研合作的成果,专注先进碳基新材料的研究、开发和生产,包括钠离子电池硬碳负极材料、硅碳用多孔碳材料、超级电容碳、其他碳基新材料等。公司聚集了中南大学化学电源与材料研究所和化学电源湖南省重点实验室专业技术团队。目前公司已荣获国家“高新技术企业”“科技型中小企业”“创新型中小企业”等称号。
据介绍,钠科新材目前已开发出具有市场竞争力的硬碳负极材料产品,应用于电化学储能、低速电动车、各类电动自行车、工程装备、启停电源等领域。已完成多孔碳材料实验室开发,正在进行样品测试验证。
针对竹基硬碳材料产业化难题,钠科新材突破五大核心技术与全流程一体化生产工艺,实现低成本高性能竹基硬碳材料的1000吨级规模化生产,且万吨级产线正在筹建中。
在规划方面,钠科新材计划到2030年实现50万吨前驱体、20万吨硬碳的全国布局。
(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)
来源:电池网一点号