上海固态钠离子电池突破发展之策

作者

寇书萌,上海市发展改革研究院能源环境研究所

张瀚舟,上海市发展改革研究院能源环境研究所所长

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核心观点

  固态电池因兼具本征安全与高能量密度特征,正成为全球公认的下一代电池技术解决方案和产业竞争的战略制高点。研究总体认为,固态电池有望成为上海新兴产业发展的重要基石与赋能引擎,在主流锂电赛道不占优势的情况下,钠离子路线是本市把握下一代电池发展机遇的重要抓手。

  固态钠离子电池是上海可换道引领的战略方向。传统电池体系在支撑产业发展中逐渐“力不从心”,高端应用需求倒逼电池革新。固态电池是解决上述瓶颈的公认方向,但在主流的“固态锂电池”赛道上,国内已形成“强者恒强”的区域集聚格局,上海电池产业基础相对薄弱,若盲目跟进,将面临被“边缘化”的结构性风险。固态钠离子和固态锂离子电池是互补而非替代关系,二者将走向不同的细分市场。固态钠离子电池的本征安全特性,不仅可以满足上海高端应用场景的准入门槛,其宽温域工作性能、倍率性能(快充能力)方面展现出优异潜力,更能适应工业应用、规模储能等复杂场景。除此之外,固态钠离子电池尚处产业化前夜,其竞争格局未定,依托上海科创中心优势,为其日后发展提供了绝佳窗口期。并且,上海在该领域已形成“高校院所原始创新+科技企业工程化验证”的良好开局。

  产业化之路需克服共性瓶颈与特性挑战。共性方面,固态钠离子电池发展面临所有固态电池共有的“三关”:核心技术仍处攻坚期,电解质材料离子电导率低、固-固界面稳定性差;初期成本高昂,市场竞争力弱;从产品性能到制造工艺的行业标准体系存在“真空”,不利于技术规范与市场推广。特性方面,当前能量密度“天花板”相对较低,应用领域短期内受限。这反而突显了固态钠离子电池在更注重“安全”和“成本”而非能量密度的应用场景中的应用潜力;其正负极核心材料体系也存在特殊技术难题,需独立攻坚。

  强化战略布局,构筑产业高地。面对机遇与挑战,上海应发挥超大城市综合优势,实施“技术—应用—生态”三位一体的战略布局。一是抢占技术创新与标准制定的“制高点”,通过组建产学研创新联合体、设立重大科技专项,攻关核心材料与工艺瓶颈,并积极主导国家及国际标准制定,输出“上海标准”。二是打造场景应用的“示范田”,结合新型电力系统建设,在新能源装机容量大、工业和数据负荷集中的区域,规划布局固态钠离子储能示范电站。在对安全性和可靠性要求极高的领域,优先推广使用固态钠离子备用电源。同时开拓对安全和成本敏感的城市公交、物流车、两轮车等特定交通市场,开展示范应用。三是构筑产业生态的“引力场”,发挥金融中心优势撬动资本赋能早期研发和中试投入;优化项目审批“绿色通道”;并强化产业链协同,以本地应用市场牵引上下游企业在沪布局。

研究领域

能源环境研究所