最近，有新聞報(bào)道：某公司投入建設(shè)近兩年的鈉鎳電池項(xiàng)目一期正式投產(chǎn)。該項(xiàng)目投產(chǎn)，也標(biāo)志著我國首個(gè)鈉鎳電池項(xiàng)目正式量產(chǎn)。據(jù)了解，該項(xiàng)目計(jì)劃總投資6.59億元，規(guī)劃總產(chǎn)能500MWh，一期產(chǎn)能50MWh。”
總體來說，大多新聞的報(bào)道比較客觀，這也是中國在這種儲(chǔ)能技術(shù)上產(chǎn)業(yè)化的重要進(jìn)展，應(yīng)該為安力能源公司感到驕傲。然而并非所有的新聞報(bào)告都能夠足夠的客觀，而這種鈉鎳電池技術(shù)本身偏冷門，加上一些不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱?bào)告，就會(huì)誤導(dǎo)普通人，比如：
壽命是鋰電池的2到5倍？體積比鋰電系統(tǒng)小50%以上？全生命周期成本低50%?
以上這些論斷可能有一定依據(jù)，但是前提不明，數(shù)據(jù)不明，并不是一個(gè)好的介紹。就此機(jī)會(huì)，筆者也想簡單介紹一下這種實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的鈉鎳電池，以及其與鋰電的對比。
1.什么是鈉鎳電池？
鈉鎳電池機(jī)理圖
該類電池是上世紀(jì)80年代南非提出的，也叫ZEBRA電池。這種電池本質(zhì)上是一種融鹽電池，其使用熔融鹽作為電解質(zhì)實(shí)現(xiàn)內(nèi)電路的電荷傳導(dǎo)，主要包括NiCl2, FeCl2, ZnCl2以及NaAlCl4等，中間使用β-Al2O3作為隔膜防止內(nèi)短路，正極為NiCl2負(fù)極為熔融態(tài)的Na金屬，運(yùn)行時(shí)的反應(yīng)為
注意：該類電池的近親是鈉硫電池（已經(jīng)在國外尤其是日本有了很多工業(yè)化儲(chǔ)能應(yīng)用的先例），這兩種電池都是融鹽電池，共同特點(diǎn)都是要在一定的溫度下（并非室溫）來運(yùn)行，300oC左右運(yùn)行非常正常，因?yàn)橹挥袦囟雀叩揭欢ǔ潭龋}才能是熔融態(tài)才能實(shí)現(xiàn)鈉離子的導(dǎo)通，而此時(shí)其中的鈉金屬也已經(jīng)是熔融態(tài)了。而相比于它的親戚鈉硫電池，鈉鎳電池有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：金屬鹵化物腐蝕性小，安全性高以及抗過充放。但是缺點(diǎn)在于，能量密度并不是非常出眾（低于鈉硫，以及必須要在300 攝氏度下運(yùn)行。
2.VS鋰電，鈉鎳電池的性能如何？
筆者從學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中摘到了關(guān)于鈉鎳電池的性能表，可以看到作為儲(chǔ)能技術(shù)其關(guān)鍵的衡量指標(biāo)都已經(jīng)在這個(gè)表中有了體現(xiàn)。
從這個(gè)表中不難看出，第二列鈉鎳電池在很多指標(biāo)方面與第一列的鈉硫電池相比，都有相近之處，各有所長：能量密度與效率要低一些，但是在壽命方面的指標(biāo)要更穩(wěn)定一些，兩者成本接近，都更適合用于中大規(guī)模儲(chǔ)能。
然而如上所示，有的文章聲稱其壽命是鋰電池的2-5倍，體積比鋰電系統(tǒng)小50%以上，成本要低50%……很遺憾，這些論述是問題最大的，缺乏數(shù)據(jù)的支撐，非常不客觀。
首先我們從相同的文獻(xiàn)中摘到了鋰離子電池的數(shù)據(jù)，如下表第四列
其實(shí)有心的讀者仔細(xì)一比就可以看出，鋰離子電池幾乎在所有指標(biāo)上都優(yōu)于鈉鎳電池，只是可能數(shù)值分布范圍有些寬，數(shù)據(jù)小的時(shí)候可能接近，但是大的時(shí)候就遠(yuǎn)超鈉鎳了，這是為什么呢？
主要因?yàn)殇囯x子電池技術(shù)路線多（磷酸鐵鋰，三元等），然后在產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)候各家的技術(shù)實(shí)力，產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向，質(zhì)量控制都不一樣，這就導(dǎo)致了各家的電池性能差別很大，但是總體來說，拿出國內(nèi)龍頭企業(yè)的鋰離子電池，是無論如何也不會(huì)產(chǎn)生以上所述的對比情景的：
鈉鎳電池單體135Wh/kg-----鋰離子動(dòng)力電池最好的可以做到300Wh/kg….
鈉鎳電池壽命是鋰電池的2到5倍----抱歉從這個(gè)表里沒看出來，事實(shí)上很多人對鋰電池壽命的抱怨，主要是因?yàn)楹芏鄰S家的低端產(chǎn)品本身電芯單體壽命不佳，加之一致性差使得在服役過程中衰減加速，如果用優(yōu)質(zhì)的鋰電產(chǎn)品比，兩者壽命不會(huì)有特別懸殊的差距。
體積比鋰電系統(tǒng)小50%以上-----至少從這個(gè)表中的Energy density 行的數(shù)據(jù)中完全看不出來。全生命周期成本低50% 以上----同樣的，從這個(gè)表中看不出來。
這個(gè)新聞報(bào)道的問題在于：極端不嚴(yán)謹(jǐn)，沒有用真實(shí)的數(shù)據(jù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算來論述其觀點(diǎn)，這也是很多新聞?dòng)浾叩目萍嘉母宓耐ú∷冢罱哪详査畾淦囀录褪且粋€(gè)新鮮的例子。
3. 鈉鎳電池適合什么用途？
說到這，可能有些人會(huì)認(rèn)為我又在黑這款電池技術(shù)，難道該技術(shù)就一無是處了嗎？
答案當(dāng)然是否―――它很有用，適合用在固定式儲(chǔ)能領(lǐng)域。
主要原因還是該技術(shù)的循環(huán)壽命長，安全性好，融鹽電池天生適合中等以上規(guī)模的儲(chǔ)能場景，相比鋰電更適合這個(gè)領(lǐng)域。因此在一些客觀的文章中也都寫到了：這類電池會(huì)替代一些鉛酸電池，用于通信基站維護(hù)等場景。
然而如果說該技術(shù)要去挑戰(zhàn)鋰電的最主流應(yīng)用場景――動(dòng)力電池，就大錯(cuò)特錯(cuò)了――該技術(shù)單體能量密度只有135Wh/kg，必須在高溫下運(yùn)行（而且維持溫度導(dǎo)致了能量轉(zhuǎn)換效率低），光這兩條就足夠排除其在動(dòng)力電池中應(yīng)用的可能了。但是話說回來，動(dòng)力電池和儲(chǔ)能都是很有意義的領(lǐng)域，都需要好的技術(shù)，鈉鎳電池當(dāng)然很好，但是需要在合適的領(lǐng)域中發(fā)揮，而不是亂入動(dòng)力電池領(lǐng)域，去與鋰離子電池硬做比較與競爭。儲(chǔ)能廣闊天地，大有可為嘛。