中國儲能網(wǎng)訊：我們已有磷酸鐵鋰、三元材料、錳酸鋰等電池，還需要鈉離子電池嗎？前不久，由中科海鈉與華陽集團(tuán)共同建設(shè)的全球首套1MWh鈉離子電池儲能系統(tǒng)在山西太原正式投入運營。7月29日，寧德時代宣布鈉離子電池上市。鋰電池之后，鈉電池一出場就受到大家的高度關(guān)注，隨著電池界巨頭寧德時代的入局，鈉電池或?qū)⑾破鹦赂叱薄?
寧德時代入局鈉電池
7月29日，寧德時代新能源科技股份有限公司（簡稱“寧德時代”）舉行了首場線上發(fā)布會，董事長曾毓群博士發(fā)布了寧德時代的第一代鈉離子電池，與人們的預(yù)期有所不同的是，寧德時代的鈉離子電池與鋰電池混搭，創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包也在發(fā)布會上首次亮相。
曾毓群說：“新的應(yīng)用場景不斷出現(xiàn)，給了不同技術(shù)展示的舞臺。鈉離子電池在低溫性能、快充以及環(huán)境的適應(yīng)性等方面擁有獨特的優(yōu)勢，與鋰離子電池相互兼容互補(bǔ)，多元化的技術(shù)路線也是產(chǎn)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的重要保障?！?
寧德時代采用了普魯士白材料，創(chuàng)新性地對材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排，解決了普魯士白在循環(huán)過程中容量快速衰減這一核心難題；在負(fù)極材料方面，寧德時代開發(fā)了具有獨特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，其具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。
寧德時代研究院副院長黃起森博士介紹了第一代鈉電池的性能，其具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢。其電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg；常溫下充電15分鐘，電量可達(dá)80%以上；在-20°C低溫環(huán)境中，也擁有90%以上的放電保持率；系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上；熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。“下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標(biāo)是200Wh/kg以上。” 黃起森說。
據(jù)悉，鈉離子電池能量密度相對低，產(chǎn)品性能相對不高。但寧德時代把鈉離子電池與鋰離子電池按一定比例進(jìn)行混搭，集成到同一個電池系統(tǒng)里，通過BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統(tǒng)解決方案既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板，也發(fā)揮出了高功率、低溫性能佳的優(yōu)勢。這套創(chuàng)新系統(tǒng)可拓展更多應(yīng)用場景。
鈉電池有自己的優(yōu)勢
此前，中科海鈉已推出鈉電池，鈉離子電池的能量密度不及鋰電池，為何一出場就受到行業(yè)的高度關(guān)注呢？中科院物理所研究員、中科海鈉科技責(zé)任有限公司董事長胡勇勝告訴記者，鈉離子電池的安全性、經(jīng)濟(jì)性、工作溫度、循環(huán)周期等多項指標(biāo)都優(yōu)于鋰離子電池，更重要的是鈉離子電池不含貴金屬，破解了稀缺資源卡脖子難題。
我國石油對外依存度長期高于警戒線，存在能源安全隱患，全國政協(xié)委員，中國石化集團(tuán)有限公司總經(jīng)理、黨組副書記，中國工程院院士馬永生在“兩會”期間曾表示，2020年石油、天然氣對外依存度分別攀升到73%和43%。
發(fā)展電動汽車可以把我國交通運輸領(lǐng)域?qū)ζ裼偷男枨筠D(zhuǎn)換為對電力的需求，在一定程度上降低我國能源安全風(fēng)險。然而，我國不是鋰資源大國，生產(chǎn)動力電池的鋰資源需要大量進(jìn)口。胡勇勝說：“隨著新能源汽車產(chǎn)銷量增長，我國有可能從石油卡脖子轉(zhuǎn)變?yōu)殇囐Y源卡脖子?！钡厍蛏系拟c鹽非常豐富，約占2.75%，發(fā)展鈉離子電池不存在資源卡脖子的難題。
在現(xiàn)實生活中，安全極為重要。據(jù)不完全統(tǒng)計，2011-2021年間，全球共發(fā)生32起儲能電站起火爆炸事故，其中，日本1起、美國2起、比利時1起、中國3起、韓國24起。這些起火爆炸的儲能電站全部使用鋰電池。
胡勇勝告訴記者：“鈉離子電池已通過中汽中心的檢測，針刺時不冒煙、不起火、不爆炸，經(jīng)受短路、過充、過放、擠壓等實驗，鈉離子電池也不起火燃燒?！?
鋰電池驕貴，不能過充，也不能過放。鈉離子電池相對好一些，它不能過充，但可以過放，即把電池中的電量全部放完，這有利于BMS調(diào)整電池的一致性。據(jù)介紹，鋰電池使用一段時間之后，各個電芯充放電情況不同，導(dǎo)致出現(xiàn)各電芯容量不同的狀態(tài)，需要通過BMS進(jìn)行調(diào)控才能確保一致性。如果鈉離子電池中的電芯出現(xiàn)容量差，可以把整個電池包的電量放完，讓所有的電芯歸零后處于同一水平，BMS一致性的調(diào)控變得相對簡單。鈉離子電池可以過放的特性，在電池運輸上特別有用，不帶電運輸極大地降低發(fā)生事故的概率。
電動汽車的用戶在冬天普遍抱怨充不進(jìn)電，比如磷酸鐵鋰電池低于0 ℃就會出現(xiàn)容量縮減的現(xiàn)象，三元鋰電池的工作溫度稍好于磷酸鐵鋰，但在北方也難抵擋寒冷的考驗。而鈉離子電池的工作溫度為-30℃～55℃，這保證了鈉電池在大多數(shù)北方地區(qū)都可以使用。
經(jīng)濟(jì)性對用戶的選擇起著重要作用，近年來，鋰資源的價格持續(xù)高漲，在很大程度上抵消了技術(shù)進(jìn)步與規(guī)模化帶來的鋰電池成本下降，根據(jù) wind數(shù)據(jù)，與 2021 年 1 月 1 日價格相比，2021 年 7 月 20 日碳酸鋰價格上漲 66%，氫氧化鋰價格上漲 96%。三元材料鋰電池含有鈷和鎳，成本更高，而鈉電池不含有貴金屬，極片也可以使用更便宜的鋁代替銅，鈉電池的經(jīng)濟(jì)性明顯好于鋰電池。光大證券的研究認(rèn)為，按照等容量軟包電池成本分析，鈉離子電池BOM 理論成本比鋰離子電池低 30%。
眾多企業(yè)涉足或?qū)⑾破鹦赂叱?/strong>
鈉離子電池為何受到如此關(guān)注？光大證券認(rèn)為，鈉離子電池?fù)碛袧摿薮蟮碾姵芈肪€。不僅中科海鈉、寧德時代涉足鈉離子電池，還有一大批企業(yè)將陸續(xù)推出自己的鈉電池產(chǎn)品。與鋰電池不同，鈉電池開辟了新的賽道，給上下游產(chǎn)業(yè)鏈帶來巨大的商機(jī)。
光大證券的研究報告整理了一份鈉電池概念股名單，包括產(chǎn)業(yè)鏈的上游資源企業(yè)、中游的電池材料及電芯企業(yè)。他們分別是：
（1） 布局鈉離子電池技術(shù)的公司，如寧德時代、鵬輝能源、*ST 猛獅、圣陽股份、中國長城、欣旺達(dá)。
（2） 持股或投資鈉離子電池企業(yè)的公司，如華陽股份、浙江醫(yī)藥、新筑股份。
（3） 布局鈉離子電池材料技術(shù)的公司，如負(fù)極材料企業(yè)翔豐華；正極材料企業(yè)容百科技；鋁箔企業(yè)鼎勝新材、南山鋁業(yè)、明泰鋁業(yè)、萬順新材。
（4） 鈉資源公司，如中鹽化工、南風(fēng)化工、百合花等。
除寧德時代外，鵬輝能源公司已經(jīng)做出鈉離子電池樣品（采用磷酸鹽類鈉正極與硬碳體系負(fù)極），6 月份進(jìn)行中試，預(yù)計年底前批量生產(chǎn)。2020 年ST 猛獅公司與客戶合作，已完成交付小批量 18650 圓柱鈉離子電芯。
中國長城旗下公司于 2016 年開始進(jìn)行鈉離子電池產(chǎn)業(yè)布局，目前已經(jīng)突破了鈉離子電池正極材料合成與處理技術(shù)、鈉離子電池制造工藝技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，取得發(fā)明專利授權(quán) 4 項。
圣陽股份公司技術(shù)團(tuán)隊持續(xù)跟蹤鈉離子電池技術(shù)的開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及市場化發(fā)展態(tài)勢。欣旺達(dá)擁有鈉離子電池補(bǔ)鈉的方法、鈉離子電池及其制備方法等多項專利。華陽股份間接持有中科海鈉 1.66%的股權(quán)，擬投資 1.4 億元與中科海納合作共建鈉離子電池正負(fù)極材料 4000 噸生產(chǎn)線。
浙江醫(yī)藥持有浙江鈉創(chuàng)新能源有限公司 40%的股份，新筑股份投資的上海奧威科技開發(fā)有限公司一直在做鈉離子電容器的研發(fā)工作。翔豐華針對鈉離子電池開發(fā)了高性能硬碳負(fù)極材料，目前正在相關(guān)客戶測試中。容百科技正在開發(fā)具有低成本及優(yōu)異電化學(xué)性能的鈉離子電池體系及正極材料。
鼎勝新材2020 年電池箔銷售 24049 噸，投資的 50000 噸動力電池電極用鋁箔產(chǎn)能 2020 年年報顯示已經(jīng)完工 71.17%。南山鋁業(yè)投資建設(shè) 2.1 萬噸高性能鋁箔生產(chǎn)線，2020 年年報顯示，項目建設(shè)進(jìn)度已達(dá) 50%。明泰鋁業(yè)2020 年生產(chǎn)鋁箔 14.68 萬噸，銷售 14.72 萬噸，公司有生產(chǎn)新能源電池軟包鋁箔、電子箔、藥用鋁箔等。
萬順新材4 萬噸電子鋁箔（含 3 萬噸電池箔）項目計劃于 2021 年 12 月31 日前全部投產(chǎn)。中鹽化工擁有豐富的鹽湖資源，是國內(nèi)甚至全球領(lǐng)先的金屬鈉生產(chǎn)廠家。南風(fēng)化工硫酸鈉儲量達(dá) 8000 多萬噸，產(chǎn)銷量世界最大，溶融硫酸鈉可以獲得金屬鈉。
隨著寧德時代及眾多企業(yè)的入局，鈉電池在未來市場上或許會掀起新的高潮。
