中國(guó)儲(chǔ)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(lái)生命的爆發(fā)點(diǎn)。
近日，雅迪科技集團(tuán)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(hào)”及其配套整車(chē)——雅迪極鈉S9。該款鈉離子電池是兩輪電動(dòng)車(chē)行業(yè)首款具備裝車(chē)應(yīng)用水準(zhǔn)的產(chǎn)品。
據(jù)介紹，“極鈉1號(hào)”的鈉離子電芯的能量密度已超過(guò)145Wh/kg，循環(huán)壽命達(dá)3000次，最快10分鐘即可充滿(mǎn)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(fù)極硬碳材料由貝特瑞提供。
澎湃新聞?dòng)浾邚拟c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(dá)到了4萬(wàn)噸/年，而電解液六氟磷酸鈉的產(chǎn)能達(dá)到了5萬(wàn)噸/年，貝特瑞的硬碳負(fù)極產(chǎn)能也達(dá)到了400噸/年。
雅迪科技集團(tuán)執(zhí)行總裁王家中此前透露，作為兩輪電動(dòng)車(chē)行業(yè)內(nèi)首個(gè)批量化裝車(chē)的鈉離子電池項(xiàng)目，極鈉S9已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，計(jì)劃今年7、8月份將大規(guī)模量產(chǎn)。未來(lái)3年市場(chǎng)規(guī)模約達(dá)到35~50GWh。”王家中表示。
華宇研究院院長(zhǎng)陳建則判斷，兩輪電動(dòng)車(chē)電池中，鈉離子電池的市場(chǎng)占有率會(huì)迅速增加，2025年預(yù)計(jì)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(chē)，就在一個(gè)月前，中科海鈉與思皓新能源打造的行業(yè)首臺(tái)鈉離子電池試驗(yàn)車(chē)公開(kāi)亮相。據(jù)了解，此次裝車(chē)試驗(yàn)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(chē)型續(xù)航里程為252km，電池容量為25KWh，快充充電時(shí)間為15分鐘至20分鐘。
據(jù)了解，中科海鈉成立于2017年，是國(guó)內(nèi)首家專(zhuān)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(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)以及儲(chǔ)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(chē)的信息。近日寧德時(shí)代在接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)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(jí)車(chē)上。
寧德時(shí)代也寧德時(shí)代在去年發(fā)布了第一代鈉離子電池，能量密度達(dá)到能夠跟磷酸鐵鋰電池相媲美的160Wh/kg?！澳壳?，公司鈉離子電池方面的業(yè)務(wù)正在穩(wěn)步推進(jìn)中，量產(chǎn)電池項(xiàng)目已經(jīng)定點(diǎn)?！睂幍聲r(shí)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(dòng)化場(chǎng)景(包括二輪車(chē))，尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢(shì)。
“同時(shí)，公司開(kāi)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(bǔ)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(shì)?！?
此前市場(chǎng)有傳言稱(chēng)，寧德時(shí)代的鈉離子電池首發(fā)車(chē)型是上汽科萊威改款，但寧德時(shí)代方面向澎湃新聞?dòng)浾叻裾J(rèn)了該傳聞。
而在此之前，3月14日，傳藝科技在互動(dòng)平臺(tái)表示，公司鈉離子電池項(xiàng)目進(jìn)展順利，項(xiàng)目一期4.5GWh量產(chǎn)設(shè)備已全部到廠完成安裝，正極、負(fù)極、電芯技術(shù)路線(xiàn)、生產(chǎn)工藝全部順利通過(guò)驗(yàn)證，公司鈉離子電池可以應(yīng)用在A00級(jí)車(chē)、兩輪車(chē)以及儲(chǔ)能等多個(gè)領(lǐng)域。
3月10日，多氟多在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司鈉離子電池現(xiàn)已有產(chǎn)品正在多家車(chē)廠進(jìn)行車(chē)載測(cè)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(tuán)新能源汽車(chē)“EV3鈉電池定點(diǎn)函”。定點(diǎn)函顯示，江鈴集團(tuán)將向公司采購(gòu)鈉離子電池包總成，并要求公司在2023年6月30日前啟動(dòng)量產(chǎn)。
浙商證券數(shù)據(jù)顯示，目前，國(guó)軒高科、億緯鋰能、欣旺達(dá)等企業(yè)處于鈉離子電池研發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)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(jìn)入產(chǎn)品中試階段；寧德時(shí)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(jià)格猛跌，鈉離子電池仍有比較優(yōu)勢(shì)
1980 年，法國(guó)科學(xué)家Michel Armand 教授首次提出能否同時(shí)使用具有嵌入式儲(chǔ)存鋰機(jī)制的正極和負(fù)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(guò)程中在正負(fù)極可逆的來(lái)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(lèi)似，都屬于搖椅式電池。不過(guò)，早期被設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出來(lái)的電極材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2電化學(xué)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(wú)法和鋰競(jìng)爭(zhēng)。
相反，日本的Akira Yoshino教授與索尼公司科學(xué)家Nishi Yoshio團(tuán)隊(duì)合作致力于開(kāi)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(fù)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(wèn)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(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵之一。近幾年來(lái)，研究者根據(jù)鈉離子電池特點(diǎn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一系列正負(fù)極材料，在容量和循環(huán)壽命方面有很大提升，如作為負(fù)極的硬碳材料、過(guò)渡金屬及其合金類(lèi)化合物，作為正極的聚陰離子類(lèi)、普魯士藍(lán)類(lèi)、氧化物類(lèi)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(lái)，鈉離子電池被認(rèn)為相對(duì)于鋰離子電池的最大優(yōu)勢(shì)在于成本，近年來(lái)鋰價(jià)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(jī)。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(fù)極可采用鋁箔作為集流體，可以進(jìn)一步降低成本8%左右。
不過(guò)，值得注意的是，近期國(guó)內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格持續(xù)暴跌，已經(jīng)由最高時(shí)每噸接近69萬(wàn)元降至32.5萬(wàn)元左右，讓人不免擔(dān)心尚未量產(chǎn)降本的鈉離子電池，原本坎坷的命運(yùn)是否會(huì)再度遭受沖擊。
此前，據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）計(jì)算，鈉電池的成本競(jìng)爭(zhēng)力要體現(xiàn)在大規(guī)模量產(chǎn)后。鈉離子電池負(fù)極硬碳材料為例，由于硬碳原材料主要進(jìn)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(guó)產(chǎn)高容量硬碳產(chǎn)品成本為5-6萬(wàn)/噸。
不過(guò)，據(jù)中科海鈉此前測(cè)算，若按照15萬(wàn)元/噸電池級(jí)碳酸鋰價(jià)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(jí)碳酸鋰35萬(wàn)元/噸計(jì)算，目前華宇鈉離子電池相較鋰電的電芯成本優(yōu)勢(shì)仍達(dá)到約20%-30%，一旦批量生產(chǎn)后，鈉電的成本優(yōu)勢(shì)將更明顯。電解液龍頭多氟多也在投資者平臺(tái)上表示，表示即使碳酸鋰價(jià)格降到15萬(wàn)元/噸，鈉電池仍然有競(jìng)爭(zhēng)力。
在鈉創(chuàng)新能源創(chuàng)始人馬紫峰看來(lái)，鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)海不僅僅表現(xiàn)在成本。鈉電池有鋰電池沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，例如鈉離子電池較高有充放電倍率，鈉離子電池?zé)o過(guò)放電特性，允許放電到零伏，便于運(yùn)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?！暗蜏匦阅軐?duì)比磷酸鐵鋰是碾壓性的優(yōu)勢(shì)。”馬紫峰說(shuō)。
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(guò)充、過(guò)放、短路、針刺、擠壓等測(cè)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(jià)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(zhǎng)涂建曾在一次半公開(kāi)場(chǎng)所表示，“碳酸鋰的價(jià)格是一個(gè)博弈問(wèn)題。如果以3年前或10年前的最低價(jià)看，碳酸鋰的價(jià)格大概在3.8-4萬(wàn)元/噸左右，對(duì)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(dá)到這樣的成本?！蓖拷ㄕf(shuō)，“一定要把鈉電池當(dāng)作是鋰電池必要且有益的補(bǔ)充，讓這兩種技術(shù)路線(xiàn)在價(jià)格的博弈中相互往前走，最終實(shí)現(xiàn)鈉電池的產(chǎn)業(yè)化?！?
