国家标准计划《钠离子电池正极材料通则》由 TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,TC243SC4(全国有色金属标准化技术委员会粉末冶金分会)执行 ,主管部门为中国有色金属工业协会。
主要起草单位 广东邦普循环科技有限公司 、宁波容百新能源科技股份有限公司 、湖北万润新能源科技股份有限公司 、蜂巢能源科技(无锡)有限公司 、湖南中伟新能源科技有限公司等 。
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(一)产业背景 目前在消费电子市场和新能源汽车市场,锂离子电池处于“一统江湖”的主流地位。
随着对锂离子电池需求的快速增长,锂资源的供应已经成为全世界关注和争夺的焦点,中国、欧盟、美国纷纷将锂定位为国家战略性矿产资源或关键性原材料。
随着锂资源市场竞争愈发激烈,全球锂价不断攀升,2022年11月,全球电池级碳酸锂价格突破60万元/吨,刷新历史最高纪录,无疑给新能源行业的发展带来极大的阻碍。
地壳中钠储量达2.74%是锂资源的440倍,采用钠替代目前新能源的电池中的锂元素,可以有效降低锂的供应压力和电池成本,使其具有更强的可持续性。
因此,使用钠离子电池成为锂离子电池的补充和替代,对于整个新能源产业具有重要的经济价值和战略意义。
另外,由于锂离子电池在低温环境下的表现不尽如人意,使得各类锂电池消费产品和电动汽车在北方寒冷地区和冬季的使用受到极大限制,而钠离子电池的低温性能显著由于锂离子电池,可以在一些低温环境下成为锂电池的替代产品,对于整个新能源产业发展和覆盖具有重要作用。
目前,钠离子电池以硬碳作为负极材料已在行业内达成共识,而正极材料目前仍然存在多种发展路线,包括过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类化合物,因此正极材料的开发是钠离子电池发展关键之一,决定了未来钠离子电池的能量密度和成本。
2022年锂价的飙升,加速了钠离子电池的产业化进程。
2023年被称为钠离子电池产业化元年,三峡能源储能项目将使用中科海纳的钠离子电池、宁德时代宣布钠离子电池将搭载奇瑞车型、中科海钠与思皓新能源联合打造的行业首台钠离子电池试验车公开亮相、雅迪极钠S9发布搭载雅迪旗下华宇新能源科技公司的第一代钠离子电池。
钠离子电池与锂离子电池生产线、制作工序相似,具备产业化快速提升的潜力。
随着锂电和上游材料企业入局,产业化进程会大幅提速。
据浙商证券的数据显示,预计到2025年中国钠电池需求总量可达88GWh,2030年中国钠电池需求可达378GWh。
(二)标准立项的目的 截至目前,未查询到有专门针对钠离子电池有关的国际标准、国家标准、行业及地方标准等。
这主要是由于全球范围内,钠离子电池刚刚进行产业化,上下游产业链不成熟,导致目前暂无正式的标准或规范推出。
而且,现阶段钠离子电池企业也主要是参照或借鉴一些锂离子电池标准或规范的相关内容,并结合钠离子电池自身的特性和产业发展情况来制定各自的企业标准或产品规范,以此规范产品设计及制造工艺、确保产品质量的一致性。
但作为一种全新的电池体系,钠离子电池以及其生产制造环节诸多关键材料在国内外无可供使用的标准或规范,这将会严重制约钠离子电池技术和产业的发展。
因此,行业亟需制定一系列钠离子电池及其关键材料的国家和行业标准,实现钠离子电池及其关键材料的规范化和标准化,规范市场秩序和推动技术进步。
(三)标准立项的意义 制定《钠离子电池正极材料通用要求》的国家标准,对钠离子电池的正极材料作出规范要求及相应的技术要求,既符合现实需求以及国家政策导向,也是避免锂资源成为国家新能源战略中卡脖子的资源,对推动我国新能源产业的发展具有十分重要的意义。
(四)标准立项的必要性 1、符合国家政策导向 国家发改委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出,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。
在具体方向上指明后续要研究建立独立储能电站、电网替代性储能设施的成本疏导机制,要完善峰谷电价扩大用户侧储能获利空间,采用政策倾斜的方式激励配套建设或共享模式落实新型储能的新能源发电项目。
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确要求,要构建现代能源体系,推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,提高能源供给保障能力。
壮大节能环保、清洁生产、清洁能源、生态环境、基础设施绿色升级、绿色服务等产业。
2、符合市场需求,助力钠离子电池产业高质量发展 随着锂离子电池的性能已经逐渐走到上限,钠离子电池的技术成熟,有望推动储能成本进一步下降,改善目前新能源产业的布局。
因此,制定《钠离子电池正极材料通用要求》,既满足国家和社会对于新能源行业的相关要求,又保证了钠离子电池行业的良性发展,这是具有重大意义和非常必要的项目。
综上所述,拟提出《钠离子电池正极材料通用要求》国家标准。
一、范围: 本文件规定了钠离子正极材料的术语和定义、分类、命名及代号、有害元素限定、技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及随行文件和订货单内容。 本文件适用于钠离子电池的正极材料。 二、主要技术内容: 1、术语和定义规定了钠离子电池及其正极材料、结构、以及电性能相关的术语。 2、分类:主要包括过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物、普鲁士蓝类化合物等,规定了种类的缩写表示。 3、规定了常见的钠离子电池正极材料的化学式、命名、结构、类别及其代号。 4、规定了钠离子正极材料中砷、汞、铬(六价)、铅、镉等有害元素的含量。 5、规定了正极材料中水分含量、pH值、外观等常用指标,以及材料的最低电化学性能: 6、规定了产品的检测方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存及随行文件和订货单内容。