中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：18日下午，伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理、中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝在會(huì)上發(fā)表了題為《鈉離子電池市場(chǎng)機(jī)會(huì)研究》的主題演講，分享了鈉離子電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、國內(nèi)外政策、正負(fù)極材料技術(shù)路線、成本與應(yīng)用場(chǎng)景、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點(diǎn)，以饗讀者：
鈉離子電池主要應(yīng)用場(chǎng)景包括電動(dòng)二輪車、三輪車、A00級(jí)電動(dòng)車、重卡、船舶、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。除上述領(lǐng)域外，隨著鈉離子電池技術(shù)的不斷突破帶來的能量密度提升，以及基于創(chuàng)新的電池PACK方式，鈉離子電池還可通過與鋰離子電池等其他產(chǎn)品混搭、串聯(lián)、并聯(lián)、集成的方式應(yīng)用在新能源汽車領(lǐng)域。
“鈉離子電池目前處于產(chǎn)業(yè)化的前期，從材料體系來看，正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜發(fā)生了一些變化，但是變化又不大，這樣對(duì)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展非常有幫助?！眳禽x介紹，“從鉛酸到鋰電的轉(zhuǎn)型，很難有鉛酸企業(yè)真正轉(zhuǎn)型做鋰電很成功的。但是鋰電池企業(yè)做鈉離子電池相對(duì)比較容易，未來在鈉離子電池產(chǎn)業(yè)中，能夠崛起的企業(yè)，有可能還是現(xiàn)在的鋰電池企業(yè)?！?
鈉離子電池正負(fù)極材料技術(shù)路線
“鋰電池面臨三元材料和磷酸鐵鋰技術(shù)路線的競爭，鈉離子也有一些技術(shù)路線競爭，這個(gè)是非常有意義的，行業(yè)的不確定性，增加了我們投資的風(fēng)險(xiǎn)性，也提高了看準(zhǔn)方向的收益，這是需要重點(diǎn)關(guān)注的?！痹谡龢O材料方面，吳輝介紹，目前鈉離子電池主要有過渡金屬氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍(lán)類化合物三種主流正極材料。
層狀氧化物優(yōu)點(diǎn)是可逆比容量高、能量密度高、倍率性能高、技術(shù)轉(zhuǎn)化容易，但容易吸濕，循環(huán)性能稍差；普魯士藍(lán)類似物具有工作電壓可調(diào)、可逆比容量高、能量密度高、合成溫度低等優(yōu)勢(shì)，但也存在導(dǎo)電性差、有結(jié)晶水、庫倫效率地等不足；聚陰離子化合物的優(yōu)勢(shì)則在于工作電壓高、熱穩(wěn)定性好、循環(huán)好、空氣穩(wěn)定性好，不過其可逆比容量低，且部分含有有毒元素。
吳輝表示，目前布局鈉離子電池正極材料的公司代表性公司有容百科技、振華新材、當(dāng)升科技，其他布局的企業(yè)還有廈門鎢業(yè)、長遠(yuǎn)鋰科、多氟多、格林美、中偉股份、美聯(lián)新材等，另外部分鈉離子電池生產(chǎn)企業(yè)如中科海納等也自產(chǎn)鈉離子電池正極材料。
在負(fù)極材料方面，可用于鈉離子電池的負(fù)極材料類別有金屬化合物、碳基材料、合金類材料、非金屬單質(zhì)等，鈉離子電池負(fù)極材料主要企業(yè)包括：貝特瑞、杉杉股份、星城石墨、翔豐華、凱金能源、中科海鈉、佰思格等。其中大部分企業(yè)采用的是硬碳技術(shù)路線，中科海鈉依托華陽股份無煙煤優(yōu)勢(shì)采用較為便宜的軟碳方案。
軟碳和硬碳的主要區(qū)別主要來自于前驅(qū)體的微觀結(jié)構(gòu)，如果是煤、石油焦、瀝青這樣層間交聯(lián)作用較弱的前驅(qū)體，則制備出的材料為軟碳。硬碳前驅(qū)體則主要是生物質(zhì)、合成樹脂、及碳水化合物這一類層間交聯(lián)作用較強(qiáng)的材料。
軟碳通常是指2800℃以上容易石墨化的碳材料，有序度較高，軟碳層間范德華力較弱，在高溫下具有較大的移動(dòng)能力，因此容易形成易結(jié)晶的石墨；硬碳層間具備較強(qiáng)的交聯(lián)相互作用，即使在2800℃以上也難以完全石墨化的碳，有序度較低。
吳輝表示：“我們通過研究發(fā)現(xiàn)，鈉離子電池的負(fù)極材料跟鋰電池的天然/人造石墨相比，石墨化的溫度相對(duì)低一點(diǎn)，人造石墨需要3000℃以上，石墨化周期需要3周以上，但是硬碳和軟碳降到1000多℃，而且碳化周期也減少了，這是可以把成本降下來的關(guān)鍵因素。”
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢(shì)
吳輝分析稱，從成本來看，2021年鈉電池實(shí)際生產(chǎn)成本約0.7元/Wh，甚至高于1元/Wh。而當(dāng)前行業(yè)平均磷酸鐵鋰電池成本約0.51元/Wh左右，三元電池0.64元/Wh左右，而當(dāng)碳酸鋰價(jià)格漲到50萬元/噸時(shí)，相應(yīng)的磷酸鐵鋰電池和三元電池的成本都接近1元/Wh，鈉離子電池現(xiàn)階段相對(duì)于鋰電池并沒有非常明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。
從產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)方面來看，一是鈉離子電池的上游原材料生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較少，規(guī)?；潭炔桓?。二是多數(shù)企業(yè)僅僅具備鈉離子電池正、負(fù)極材料，電解液等原材料的研發(fā)成果或者處于正在布局的階段。因此，目前鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈布局尚不完善，具有技術(shù)儲(chǔ)備的企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備和制備工藝方面尚不成熟，故鈉離子電池在產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)上仍然存在較大缺陷，對(duì)鈉離子電池形成規(guī)?；a(chǎn)造成較大的制約影響。
從技術(shù)缺陷改進(jìn)方面來看，鈉離子電池的缺點(diǎn)是鈉元素分子量較高，鈉離子電位更高，體積更大，在嵌入正負(fù)極時(shí)易使極片材料發(fā)生較大的體積變化，因此，鈉離子電池在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能上要求更為嚴(yán)苛。故鈉離子電池存在能量密度低、倍率性能欠佳、循環(huán)壽命短等相對(duì)劣勢(shì)。這些技術(shù)缺陷大大制約了其應(yīng)用市場(chǎng)以及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度。
從產(chǎn)品穩(wěn)定性驗(yàn)證來看，一款電池產(chǎn)品從市場(chǎng)調(diào)研和需求識(shí)別—總體方案設(shè)計(jì)—產(chǎn)品研發(fā)—研究測(cè)試—設(shè)計(jì)定制—量產(chǎn)所需要的周期較長，其中在客戶方面認(rèn)證通過時(shí)間一般由半年到一年不等，當(dāng)產(chǎn)品小規(guī)模應(yīng)用后，問題的出現(xiàn)與反饋也要經(jīng)歷至少一到兩年的周期。
通過上述對(duì)影響鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵性因素的分析，吳輝認(rèn)為，從上游供應(yīng)端來看，由于制備工藝不成熟，生產(chǎn)設(shè)備不完善，產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善等因素，導(dǎo)致鈉離子電池生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)品一致性較差，生產(chǎn)良率不高，成本優(yōu)勢(shì)還未體現(xiàn)，鈉離子的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程還處于初期階段。從下游需求端來看，理論上，鈉離子電池可廣泛的應(yīng)用在電動(dòng)兩輪車、低速電動(dòng)車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域，EVTank預(yù)測(cè)鈉離子理論市場(chǎng)空間到2026年將達(dá)到369.5GWh，但是從目前的應(yīng)用現(xiàn)狀來看，僅有個(gè)別儲(chǔ)能領(lǐng)域的示范項(xiàng)目，兩輪車領(lǐng)域雖已有訂單，估計(jì)完全裝機(jī)出貨至少在2023年初，產(chǎn)品將進(jìn)行一段時(shí)間的市場(chǎng)驗(yàn)證和消費(fèi)者體驗(yàn)反饋，因此大規(guī)模應(yīng)用還沒有穩(wěn)定的剛性需求，即便是寧德時(shí)代已經(jīng)明確將在2023年開始推出鈉離子電池，EVTank預(yù)計(jì)鈉離子電池實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也將在2025年之后。
（以上觀點(diǎn)根據(jù)論壇現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）
