中國儲能網(wǎng)訊：與鋰離子電池同期誕生卻不同命的鈉離子電池，正在今年迎來生命的爆發(fā)點。
近日，雅迪科技集團旗下華宇新能源科技公司發(fā)布華宇的第一代鈉離子電池——“極鈉1號”及其配套整車——雅迪極鈉S9。該款鈉離子電池是兩輪電動車行業(yè)首款具備裝車應(yīng)用水準的產(chǎn)品。
據(jù)介紹，“極鈉1號”的鈉離子電芯的能量密度已超過145Wh/kg，循環(huán)壽命達3000次，最快10分鐘即可充滿80%。在零下40度的低溫環(huán)境下，電池容量保持率仍可大于85%。電芯正極層狀氧化物材料和電解液材料由鈉創(chuàng)新能源公司提供，負極硬碳材料由貝特瑞提供。
澎湃新聞記者從鈉創(chuàng)新能源和貝特瑞方面了解到，目前鈉創(chuàng)新能源的層狀氧化物材料產(chǎn)能已經(jīng)達到了4萬噸/年，而電解液六氟磷酸鈉的產(chǎn)能達到了5萬噸/年，貝特瑞的硬碳負極產(chǎn)能也達到了400噸/年。
雅迪科技集團執(zhí)行總裁王家中此前透露，作為兩輪電動車行業(yè)內(nèi)首個批量化裝車的鈉離子電池項目，極鈉S9已經(jīng)實現(xiàn)小批量生產(chǎn)，計劃今年7、8月份將大規(guī)模量產(chǎn)。未來3年市場規(guī)模約達到35~50GWh?！蓖跫抑斜硎?。
華宇研究院院長陳建則判斷，兩輪電動車電池中，鈉離子電池的市場占有率會迅速增加，2025年預(yù)計鉛酸、鋰電和鈉電占有率大約為50%、15%和35%。
還不僅僅是兩輪車，就在一個月前，中科海鈉與思皓新能源打造的行業(yè)首臺鈉離子電池試驗車公開亮相。據(jù)了解，此次裝車試驗的思皓花仙子首次應(yīng)用蜂窩電池技術(shù)的鈉離子電池包。該款車型續(xù)航里程為252km，電池容量為25KWh，快充充電時間為15分鐘至20分鐘。
據(jù)了解，中科海鈉成立于2017年，是國內(nèi)首家專注于鈉離子電池的新能源企業(yè)，目前，中科海鈉的鈉離子電池產(chǎn)品已應(yīng)用于電動自行車、電動汽車以及儲能電站等領(lǐng)域。
不僅如此，多家頭部企業(yè)也于近期先后公布了鈉離子電池裝車的信息。近日寧德時代在接受機構(gòu)調(diào)研時表示，將在今年完成鈉離子電池的量產(chǎn)，并率先應(yīng)用在A00級車上。
寧德時代也寧德時代在去年發(fā)布了第一代鈉離子電池，能量密度達到能夠跟磷酸鐵鋰電池相媲美的160Wh/kg?！澳壳埃锯c離子電池方面的業(yè)務(wù)正在穩(wěn)步推進中，量產(chǎn)電池項目已經(jīng)定點?！睂幍聲r代表示，公司已發(fā)布的第一代鈉離子電池，可應(yīng)用于各種交通電動化場景(包括二輪車)，尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢。
“同時，公司開發(fā)AB電池系統(tǒng)解決方案將鈉離子與鋰離子混搭，既彌補了鈉離子電池現(xiàn)階段能量密度短板，也發(fā)揮出其高功率、低溫性能好的優(yōu)勢?！?
此前市場有傳言稱，寧德時代的鈉離子電池首發(fā)車型是上汽科萊威改款，但寧德時代方面向澎湃新聞記者否認了該傳聞。
而在此之前，3月14日，傳藝科技在互動平臺表示，公司鈉離子電池項目進展順利，項目一期4.5GWh量產(chǎn)設(shè)備已全部到廠完成安裝，正極、負極、電芯技術(shù)路線、生產(chǎn)工藝全部順利通過驗證，公司鈉離子電池可以應(yīng)用在A00級車、兩輪車以及儲能等多個領(lǐng)域。
3月10日，多氟多在投資者互動平臺表示，公司鈉離子電池現(xiàn)已有產(chǎn)品正在多家車廠進行車載測試，且公司在2022年已擁有層狀氧化物鈉電第一代產(chǎn)品，2023年將推出層狀氧化物鈉電第二代產(chǎn)品以及聚陰離子鈉電第一代產(chǎn)品。
2月28日，孚能科技公告，公司收到江西江鈴集團新能源汽車“EV3鈉電池定點函”。定點函顯示，江鈴集團將向公司采購鈉離子電池包總成，并要求公司在2023年6月30日前啟動量產(chǎn)。
浙商證券數(shù)據(jù)顯示，目前，國軒高科、億緯鋰能、欣旺達等企業(yè)處于鈉離子電池研發(fā)和技術(shù)儲備階段；派能科技、百川股份等公司已經(jīng)處于小試階段；鵬輝能源、同興環(huán)保、傳藝科技等已進入產(chǎn)品中試階段；寧德時代、維科技術(shù)、孚能科技則具有明確的產(chǎn)能規(guī)劃，處于量產(chǎn)布局初期。
即便碳酸鋰價格猛跌，鈉離子電池仍有比較優(yōu)勢
1980 年，法國科學家Michel Armand 教授首次提出能否同時使用具有嵌入式儲存鋰機制的正極和負極構(gòu)建一種新型的二次鋰電池體系，這種體系可以看成是鋰離子在充放電過程中在正負極可逆的來回穿梭搖擺，故而被形象地命名為搖椅式電池(rocking chair battery)，
鈉離子電池工作原理與鋰離子電池類似，都屬于搖椅式電池。不過，早期被設(shè)計開發(fā)出來的電極材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2電化學性能不理想，發(fā)展非常緩慢。且鈉比鋰重，體積能量密度和重量能量密度都無法和鋰競爭。
相反，日本的Akira Yoshino教授與索尼公司科學家Nishi Yoshio團隊合作致力于開發(fā)出商業(yè)化的鋰離子電池。1991年，采用鈷酸鋰正極，石油焦負極，六氟磷酸鋰的電解液的首批商業(yè)化的鋰離子電池在索尼公司問世。此后鋰離子電池不斷發(fā)展，并繁榮至今。
尋找合適的電極材料是鈉離子電池實現(xiàn)實際應(yīng)用的關(guān)鍵之一。近幾年來，研究者根據(jù)鈉離子電池特點設(shè)計開發(fā)了一系列正負極材料，在容量和循環(huán)壽命方面有很大提升，如作為負極的硬碳材料、過渡金屬及其合金類化合物，作為正極的聚陰離子類、普魯士藍類、氧化物類材料，特別是層狀結(jié)構(gòu)的氧化物材料NaxMO2（M= Fe、Mn、Co、V、Ti）及其二元、三元材料展現(xiàn)了很好的充放電比容量和循環(huán)穩(wěn)定性。
在鈉離子商業(yè)化的道路上，一直以來，鈉離子電池被認為相對于鋰離子電池的最大優(yōu)勢在于成本，近年來鋰價的暴漲與鋰資源的供應(yīng)緊張，又為鈉離子電池的再度發(fā)展創(chuàng)造了契機。具體而言，采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料，原料成本降低一半；由于鈉鹽特性，允許使用低濃度電解液降低成本；鈉離子不與鋁形成合金，電池負極可采用鋁箔作為集流體，可以進一步降低成本8%左右。
不過，值得注意的是，近期國內(nèi)電池級碳酸鋰價格持續(xù)暴跌，已經(jīng)由最高時每噸接近69萬元降至32.5萬元左右，讓人不免擔心尚未量產(chǎn)降本的鈉離子電池，原本坎坷的命運是否會再度遭受沖擊。
此前，據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）計算，鈉電池的成本競爭力要體現(xiàn)在大規(guī)模量產(chǎn)后。鈉離子電池負極硬碳材料為例，由于硬碳原材料主要進口、生產(chǎn)工藝一致性較差等綜合因素疊加，硬碳制備成本目前仍然較高，國產(chǎn)高容量硬碳產(chǎn)品成本為5-6萬/噸。
不過，據(jù)中科海鈉此前測算，若按照15萬元/噸電池級碳酸鋰價格，鈉電池材料成本仍要比鋰電池材料成本低30%-40%。華宇新能源則表示，以電池級碳酸鋰35萬元/噸計算，目前華宇鈉離子電池相較鋰電的電芯成本優(yōu)勢仍達到約20%-30%，一旦批量生產(chǎn)后，鈉電的成本優(yōu)勢將更明顯。電解液龍頭多氟多也在投資者平臺上表示，表示即使碳酸鋰價格降到15萬元/噸，鈉電池仍然有競爭力。
在鈉創(chuàng)新能源創(chuàng)始人馬紫峰看來，鈉離子電池的優(yōu)勢海不僅僅表現(xiàn)在成本。鈉電池有鋰電池沒有的優(yōu)點，例如鈉離子電池較高有充放電倍率，鈉離子電池無過放電特性，允許放電到零伏，便于運輸。
鈉離子電池也具有更寬的溫度范圍適應(yīng)性。在-40°C 低溫下鈉離子電池容量保持率 70%，高溫 80°C 可以循環(huán)充放使用。“低溫性能對比磷酸鐵鋰是碾壓性的優(yōu)勢?！瘪R紫峰說。
此外，理論上鈉離子電池的安全性能提升。由于鈉離子電池內(nèi)阻稍高，短路情況下瞬間發(fā)熱量少、溫升較低，其在過充、過放、短路、針刺、擠壓等測試中也未出現(xiàn)起火或爆炸。
因此，在今年最大的不確定性“碳酸鋰價格”面前，鈉離子電池的支持者仍然表現(xiàn)出了足夠的信心。
從事鋰離子電池、鈉離子電池研究22年的湖南立方新能源董事長涂建曾在一次半公開場所表示，“碳酸鋰的價格是一個博弈問題。如果以3年前或10年前的最低價看，碳酸鋰的價格大概在3.8-4萬元/噸左右，對應(yīng)磷酸鐵鋰電芯的成本大概是0.4-0.5元/Wh。而鈉電池如果上量之后，能夠輕松達到這樣的成本。”涂建說，“一定要把鈉電池當作是鋰電池必要且有益的補充，讓這兩種技術(shù)路線在價格的博弈中相互往前走，最終實現(xiàn)鈉電池的產(chǎn)業(yè)化?！?
