中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：受鋰價(jià)影響、驟遇寒流的國(guó)內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)，突然在這個(gè)冬天加了兩把猛火。
11月18日，比亞迪旗下弗迪電池與淮?？毓杉瘓F(tuán)共同投資的鈉電池項(xiàng)目簽約。項(xiàng)目落地江蘇徐州，計(jì)劃總投資100億元、年產(chǎn)能30GWh，將打造全球最大的微型車(chē)鈉電系統(tǒng)配套。
緊接著11月19日，江蘇眾鈉能源科技有限公司投資的尋鈉鈉離子電池制造基地項(xiàng)目開(kāi)工儀式在安徽省廣德市舉行。項(xiàng)目總投資100億元，分兩期實(shí)施建設(shè)。一期投資40億元，建設(shè)年產(chǎn)10GWh鈉離子電池電芯項(xiàng)目；二期計(jì)劃2025年啟動(dòng)建設(shè)，投資60億元。預(yù)計(jì)建成后將成為安徽省規(guī)模最大的鈉電池電芯基地。
在徐州鈉電池項(xiàng)目簽約儀式上，比亞迪董事長(zhǎng)王傳福表示，伴隨著新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，帶來(lái)了電池技術(shù)的不斷迭代，比亞迪愿意與徐州一道搶抓新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)變革新機(jī)遇，積極搶占電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)。
徐州市委書(shū)記宋樂(lè)偉則表示，徐州應(yīng)用場(chǎng)景多、市場(chǎng)腹地大等優(yōu)勢(shì)，都將為鈉離子電池項(xiàng)目發(fā)展提供有力支撐。著眼未來(lái)發(fā)展，希望與比亞迪在前期良好合作基礎(chǔ)上，瞄準(zhǔn)工程機(jī)械電機(jī)電控、儲(chǔ)能電池等領(lǐng)域合作。
在眾鈉能源廣德項(xiàng)目開(kāi)工儀式上，亞太材料科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所能源材料研究中心主任溫兆銀教授表示，作為國(guó)內(nèi)首個(gè)單體投資規(guī)模超百億元的鈉電項(xiàng)目，廣德尋鈉鈉離子電池制造基地一期項(xiàng)目的開(kāi)工將成為鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化道路上的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
據(jù)介紹，廣德項(xiàng)目也是成立于2021年的眾鈉能源首個(gè)鈉離子電池量產(chǎn)基地，是全球首個(gè)聚陰離子型硫酸鐵鈉鈉離子電池量產(chǎn)基地。截至2022年年底，眾鈉能源打造的行業(yè)首條百?lài)嵓?jí)硫酸鐵鈉（NFS）中試產(chǎn)線已經(jīng)全線貫通。
而在上周，國(guó)內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展也多點(diǎn)開(kāi)花。其中包括：中鈉時(shí)代年產(chǎn)2.5GWh鈉電池及年產(chǎn)5GWh的Pack+儲(chǔ)能項(xiàng)目簽約山東臨沂；中科海鈉與德州錦鯉兩輪電動(dòng)車(chē)鈉離子電池共享?yè)Q電項(xiàng)目簽約；鈉離子電池硬炭負(fù)極材料供應(yīng)商廣東容鈉新能源科技有限公司完成數(shù)千萬(wàn)元A輪融資；華陽(yáng)集團(tuán)萬(wàn)噸級(jí)鈉電正負(fù)極材料項(xiàng)目廠房封頂；創(chuàng)源動(dòng)力與中國(guó)石油大港油田電力公司合作的1MW/1MWh鈉離子儲(chǔ)能項(xiàng)目開(kāi)工。
鈉電池產(chǎn)業(yè)化來(lái)到又一歷史風(fēng)口
相對(duì)于已經(jīng)大規(guī)模走上商業(yè)化道路的鋰離子電池，鈉離子電池相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間仍然呆在實(shí)驗(yàn)室里。
1976年，Whittingham報(bào)導(dǎo)了鋰離子在TiS2中的可逆嵌脫機(jī)制，制作了Li||TiS2電池，鈉離子在 TiS2中的可逆脫嵌機(jī)制也被發(fā)現(xiàn)。
20世紀(jì)80年代，Delmas和Goodenough發(fā)現(xiàn)了層狀氧化物材料NaMeO2（Me=Co,Ni,Cr,Mn,or Fe）可作為鈉離子電池正極材料，這一發(fā)現(xiàn)決定了鈉離子電池具有商業(yè)化應(yīng)用的潛力，因?yàn)楦唠妷?、高能量密度特性是商用電池的基本要求?
1980年，Armand提出“搖椅式電池”（Rocking Chair Battery）概念。鋰離子就像一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就在搖椅兩端來(lái)回運(yùn)動(dòng)。鈉離子電池同鋰離子電池的原理相同，同被稱(chēng)作搖椅式電池。但自此鈉離子電池和鋰離子電池的命運(yùn)卻走向了卻截然不同的方向。掣肘鈉電發(fā)展的關(guān)鍵是成本可接受、易量產(chǎn)化的電極材料，尤其是負(fù)極材料。
1988年，F(xiàn)ouletier研究了軟碳和石墨的儲(chǔ)鈉性能，開(kāi)啟了鈉離子電池碳類(lèi)負(fù)極材料的研究。2000年，Stevens和Dahn發(fā)現(xiàn)硬碳材料具有優(yōu)秀的鈉離子嵌脫性能，這是鈉離子電池領(lǐng)域的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
2015年，法國(guó)RS2E機(jī)構(gòu)研究員主導(dǎo)開(kāi)發(fā)了世界上首顆18650鈉離子電池，該電芯能量密度達(dá)到90Wh/kg，循環(huán)壽命超過(guò)2000次，性能優(yōu)于傳統(tǒng)鉛酸蓄電池。這強(qiáng)有力地證明了鈉離子電池確實(shí)具有商業(yè)化應(yīng)用的巨大價(jià)值。此后，法國(guó)的Tiamat、英國(guó)的Faradion、美國(guó)的Natron Energy、中國(guó)的中科海鈉等公司在鈉離子電池領(lǐng)域均有了自己的研究成果。
2021年6月，中科海鈉推出了全球首套1MWh鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在山西太原光儲(chǔ)充智能微網(wǎng)項(xiàng)目正式投入運(yùn)營(yíng)，并成功投入運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)鈉離子電池技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化走在了世界前列。
2021年7月，寧德時(shí)代發(fā)布鈉離子電池，正極材料采用了克容量較高的普魯士白材料，負(fù)極材料使用了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料?；诓牧象w系的突破，寧德時(shí)代第一代鈉離子電池電芯單體能量密度達(dá)160Wh/kg；常溫下充電15分鐘電量可達(dá)80%以上；在-20℃擁有90%以上的放電保持率；系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上。第二代鈉離子電池預(yù)計(jì)單體能量密度超200Wh/kg。
不僅如此，寧德時(shí)代一再表示，將致力于鈉離子電池在2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
在國(guó)內(nèi)鋰價(jià)高企的2022年年末，鈉離子電池突然受到了市場(chǎng)的極大追捧。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，國(guó)內(nèi)鈉資源儲(chǔ)量豐富，發(fā)展鈉離子電池能夠有效解決鋰離子電池原材料過(guò)度依賴(lài)進(jìn)口的問(wèn)題。另一方面，鈉離子電池和鋰離子電池在原理方面接近，設(shè)備90%可以通用，在性能方面兼具安全性、低溫、快充性能等優(yōu)勢(shì)，未來(lái)能更好滿足細(xì)分市場(chǎng)差異化和多元化需求。
例如，鈉電池有鋰電池沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)——鈉離子電池較高有充放電倍率，無(wú)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 也可以循環(huán)充放使用；此外，理論上鈉離子電池的安全性能提升，這是由于鈉離子電池內(nèi)阻稍高，短路情況下瞬間發(fā)熱量少、溫升較低。
而相較于鉛酸電池，鈉離子電池在能量密度、循環(huán)次數(shù)、成本等方面均具有優(yōu)勢(shì)，有望率先替代鉛酸電池，應(yīng)用于電動(dòng)兩輪車(chē)、儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車(chē)等細(xì)分市場(chǎng)。
2023年，鈉電的火與冰
實(shí)際上，來(lái)到2023年，國(guó)內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化確實(shí)取得了諸多突破。
首先，無(wú)論是兩輪車(chē)、乘用車(chē)還是儲(chǔ)能，今年國(guó)內(nèi)鈉電池終端落地開(kāi)始加速。
2月，中科海鈉聯(lián)合江淮集團(tuán)推出國(guó)內(nèi)首臺(tái)鈉離子電池試驗(yàn)車(chē)——思皓EX10花仙子A00級(jí)新能源乘用車(chē)。
3月，雅迪科技集團(tuán)攜手旗下華宇鈉電新能源，發(fā)布雅迪·華宇第一代鈉離子電池“極鈉1號(hào)”，以及首款裝配鈉離子電池的兩輪電動(dòng)車(chē)“極鈉S9”。4月，寧德時(shí)代宣布其鈉離子電池將首發(fā)落地奇瑞車(chē)型。
8月，華陽(yáng)集團(tuán)與新日公司合作生產(chǎn)的全球首批商業(yè)化鈉離子電池電動(dòng)兩輪車(chē)發(fā)布；10月，華鈉芯能完成100組電動(dòng)兩輪車(chē)鈉電池組訂單交付科達(dá)新能源。
而在儲(chǔ)能領(lǐng)域，10月，超鈉新能源助力中建八局首個(gè)移動(dòng)式鈉電池智慧儲(chǔ)能箱落地南京。11月，國(guó)內(nèi)首個(gè)鈉離子電池儲(chǔ)能與動(dòng)力電池PACK生產(chǎn)線在湖南汨羅投產(chǎn)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)目前已有寧德時(shí)代、孚能科技、比亞迪、中科海鈉、傳藝科技、鈉創(chuàng)新能源、眾鈉能源、立方新能源、鵬輝能源、派能科技、華宇鈉電新能源等超200家企業(yè)競(jìng)逐鈉電池。
其次在產(chǎn)能建設(shè)方面，據(jù)電池中國(guó)統(tǒng)計(jì)，今年上半年，我國(guó)鈉離子電池規(guī)劃產(chǎn)能超120GWh。如傳藝鈉電目前已具備4.5GWh產(chǎn)能；中科海鈉2023年阜陽(yáng)產(chǎn)線計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)至3-5GWh；孚能科技已將其贛州工廠部分三元電池產(chǎn)能改造為鈉離子電池產(chǎn)能，具備量產(chǎn)條件。
再次在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方面，7月中旬，在無(wú)錫舉辦的第二屆鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展論壇中，包括中科海鈉、弗迪電池、鵬輝能源、傳藝鈉電、蜂巢能源在內(nèi)的17家公司的鈉離子電池產(chǎn)品通過(guò)了工信部和中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟組織的測(cè)評(píng)。
最后在資本投入方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年我國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈投融資總額約為200億元；今年1-7月，已超過(guò)500億元。
然而，在今年以來(lái)碳酸鋰、氫氧化鋰價(jià)格猛跌的情況下，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度似乎不及業(yè)內(nèi)預(yù)期。
首先受到?jīng)_擊的就是被寄予厚望的成本。比亞迪儲(chǔ)能及新型電池事業(yè)部總經(jīng)理尹小強(qiáng)在今年測(cè)算，在2023年，鈉電池材料成本與鋰電池相比，層狀氧化物與聚陰離子路線的鈉電池是磷酸鐵鋰電池的221%、214%，2025年預(yù)計(jì)才能降至83%、69%。
公開(kāi)資料顯示，目前鈉離子電池小試階段BOM成本約在0.82元/Wh，中試階段約為0.76-0.82元/Wh，小批量量產(chǎn)階段可以降至0.49元/Wh，最終理論成本約0.29元/Wh。
不僅如此，工業(yè)和信息化部電子信息司處長(zhǎng)金磊此前表示，當(dāng)前，我國(guó)鈉離子電池處于產(chǎn)業(yè)化的導(dǎo)入期，雖已初步滿足了產(chǎn)業(yè)化條件，但仍存在基礎(chǔ)研究尚不完備、核心材料亟待突破、組裝工藝仍需完善等問(wèn)題，體積能量密度等性能指標(biāo)也尚有不足，整體產(chǎn)業(yè)化步伐還有待持續(xù)推進(jìn)。
據(jù)了解，在電池的關(guān)鍵性能指標(biāo)上，當(dāng)前國(guó)內(nèi)鈉離子電池能量密度仍然偏低（100Wh/kg-150Wh/kg）、循環(huán)性能仍然較差（約2000次）。實(shí)際性能的短板也對(duì)鈉電池商業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景的拓展造成一定影響。而其理論的安全性尚未得到大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用的驗(yàn)證。
在不少業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，鈉電池產(chǎn)業(yè)的真正成熟仍需時(shí)日。
今年國(guó)內(nèi)某位頭部電池企業(yè)的相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)澎湃新聞?dòng)浾弑硎?，鈉電池真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還要等到2025年之后。國(guó)內(nèi)鈉電龍頭中科海鈉總經(jīng)理李樹(shù)軍此前也表示，當(dāng)前鈉離子電池正處于產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施階段，預(yù)計(jì)到2026年開(kāi)始進(jìn)入鈉電產(chǎn)業(yè)化成熟階段，2030年逐漸形成TWh規(guī)模產(chǎn)業(yè)。
或許屆時(shí)，鈉電池之火才能真正燎原。
