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钠离子电容器的定义

钠离子电容器的结构组成与锂离子电容器相似，采用低放电电位电池式钠存储电极作为负极，采用具有高压充放电行为的双层活性炭作为正极，采用耐高压有机钠盐作为电解液。该分离器可用于钠离子电池，如玻璃纤维。

在钠离子电容器的充电过程中，自由电子通过外部电路从正极流向负极。同时，电解液中的钠离子嵌入负极材料中，电解液中的阴离子向正极表面移动，形成双层，实现储能。在放电过程中，阴离子从正极表面脱落，钠离子也从负极材料上脱落，释放能量。钠离子电容器的电压分布不同于传统电池和非对称电容器。

钠离子电容器工业发展历史

第一个混合离子电容器由Amatucci等人于2001年制造，以纳米结构的Li 4 Ti 5 O 12 (LTO)为阳极，活性炭(AC)为阴极，称为锂离子电容器(LIC)。然而，锂资源的稀缺和减少导致锂化合物的成本急剧上升。幸运的是，丰富的钠源和合理的还原电位(Na/Na+=-2.7V)使构建基于钠离子的混合离子电容器成为可能。2012年，设计了第一个钠离子电容器(SIC)，以v2o /CNT复合材料为阳极，AC为阴极。组装的SIC电池电压为2.8V，最大能量密度≈40 Wh kg-1。钠离子电容器是基于不同储能机理的电极材料，主要分为容性阴极、伪容性阴极、电池阴极、容性阳极、伪容性阳极、电池阳极六部分。

钠离子电容器产业链模型分析

国内从事钠离子电容器研究的企业有上海奥威科技、杭州求实新材料科技、深圳中科瑞能实业、南京世拓能源科技、天津中电新能源研究院等。目前，钠离子电容器的应用主要在新能源领域，如风力发电、太阳能路灯、电动汽车等。钠离子电容器与这些产业的结合将在中国形成一个有效的绿色能源整体。

图表：钠离子电容器产业链模型

资料来源：智研瞻产业研究院整理

2018-2023年产能分析

统计数据显示，2018年中国钠离子电容器产能0.00万个，2022年中国钠离子电容器产能0.00万个。2018-2023年中国钠离子电容器产能如下：

图表：2018-2023年中国钠离子电容器产能

备注：2018-2023年中国钠离子电容器研发中，2018-2023年中国钠离子电容器产能为0

数据来源：智研瞻产业研究院整理

中国钠离子电容器发展方向分析

1. 首先，寻找电化学动力学快、容量大的钠离子电极材料对碳基材料的研究非常重要。由于碳基材料具有资源丰富、化学稳定性好和导电性优异的特点，无论是正极还是负极都是很有前途的候选材料。通过形态学设计、多孔结构修饰、杂原子掺杂等多种策略，可以提高电池电极的氧化还原动力学和电容电极的容量，最终实现高能量和功率密度。

2. 电极结构的合理设计也很重要。例如，3D结构电极可以提供电导率和离子迁移的途径，以及在充电/放电过程中减轻电极应变的间隙。此外，使用3D结构电极可以在不使用额外集电极和粘合剂的情况下制造NIC器件，并降低开发可应用于可穿戴电子设备的柔性器件的复杂性。

3.最后，至关重要的是，电解质仍然需要优化，以确保安全和提高NIC的性能。特别是水基储能装置具有低成本、高安全性、高功率密度等巨大优势。

图表：中国钠离子电容器发展方向分析

资料来源：智研瞻产业研究院整理

钠离子电容器的规划

国家发改委等9个部门发布了《可再生能源发展“十四五”规划》。目标是到2025年实现每年约3.3万亿千瓦时的可再生能源发电。该计划还提出加强尖端可再生能源技术和核心技术装备的研发。重点发展大型海上风力发电机组，研究高空大功率风力发电关键技术，开展光伏发电户外示范，掌握钙钛矿等新一代高效低成本光伏电池的制备和产业化技术。突破适用于可再生能源柔性制氢的电解水制氢设备关键技术，发展备用钠离子电池、液态金属电池、固态锂离子电池、金属空气电池、锂硫电池等高能量密度储能技术。

与传统能源相比，可再生能源发电普遍存在间歇性和不稳定性问题。随着可再生能源比重的进一步提高，保障能源稳定的需求显著增加。发展储能可以说是实现双碳的必经之路。为实现双碳目标，中国将逐步建立以可再生能源为基础的新型电力系统。然而，与传统能源相比，可再生能源发电普遍存在间歇性和波动性问题，需要储能来支持电力系统平稳稳定运行。因此，随着可再生能源比重的不断提高，储能将在未来的电力系统中扮演不可或缺的角色，具有广阔的发展空间。

储能已成为新型电力系统不可缺少的第四要素。2021年2月25日，国家发展改革委、国家能源局印发《关于推进电源、电网、负荷、储能一体化和多能源互补发展的指导意见》，明确了电源、电网、负荷侧资源一体化的实施路径。通过优化整合本地电源、电网、负荷侧资源，以先进的技术突破和制度创新为支撑，探索构建电源、电网、负荷、储能高度一体化的新型电力系统。据测算，2022 - 2026年，中国储能市场空间约为170GWh，全球约为700GWh。

鑫柱股份有限公司的合资企业奥威科技在储能领域有产品应用。奥威科技的超级电容器具有快速充放电、多次循环、安全可靠、具有一定能量密度等特点。在现有的新能源客车、纯电动船舶、agv、轨道交通、隧道机车、储能等领域有成熟的应用。此外，奥威科技一直致力于钠离子电容器的研发，这也是其2021年前瞻性研发计划的重要组成部分。

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