歷經(jīng)數(shù)年發(fā)展，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化日趨臨近，2023年或?qū)⒊蔀楫a(chǎn)業(yè)化元年。

隨著全球能源轉(zhuǎn)型節(jié)奏加快，可充放電的二次電池重要性日益凸顯。一眾二次電池中，鋰離子電池憑借能力密度優(yōu)勢率先跑出，成為當(dāng)下動力、儲能領(lǐng)域的絕對主力。

(資料圖片僅供參考)

然而2020年以來，面對需求成倍增長，鋰離子電池主要原材料碳酸鋰、氫氧化鋰出現(xiàn)供應(yīng)短缺，碳酸鋰價格一度飆升超過10倍，帶來電池價格走高，進而導(dǎo)致新能源汽車、儲能生產(chǎn)成本的飆升。藉此契機，作為替代方案的鈉離子電池開始走向臺前。

作為元素周期表中同一主族元素，鈉元素與鋰元素化學(xué)性質(zhì)相近，其雖不如鋰離子電勢高、比容量高，但勝在自然界儲量高，原料充足，被市場視為當(dāng)下鋰電池的最優(yōu)替代方案之一。尤其在儲能領(lǐng)域，憑借良好性價比以及穩(wěn)定的電化學(xué)性能，其被視為有望率先在該領(lǐng)域得到推廣。

歷經(jīng)數(shù)年發(fā)展，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化日趨臨近，2023年或?qū)⒊蔀楫a(chǎn)業(yè)化元年。

即將揭開面紗之際，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進展究竟如何?其是否能夠扛起能源轉(zhuǎn)型大旗?

產(chǎn)業(yè)化時機已至?

據(jù)鈉離子電池企業(yè)披露的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化臨近，最快或?qū)⒃?023年迎來產(chǎn)業(yè)化元年。

10月21日，寧德時代在一場電話會議上表示，公司鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進展順利，供應(yīng)鏈布局上需要一些時間，已與部分乘用車客戶協(xié)商，明年將會正式量產(chǎn)。公開報道顯示，在此之前，寧德時代已多次公開表示，公司正致力推進鈉離子電池在2023年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

產(chǎn)業(yè)化同樣走在行業(yè)前列還有華陽股份。9月30日，華陽股份公告稱，當(dāng)日，其旗下公司山西華鈉芯能科技投建的鈉離子電芯生產(chǎn)線設(shè)備安裝調(diào)試已經(jīng)完成。公司鈉離子電芯生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。據(jù)介紹，華陽股份的鈉離子電芯生產(chǎn)線主要生產(chǎn)圓柱鋼殼和方形鋁殼電芯，能量密度約為120Wh/kg到130Wh/kg，項目滿產(chǎn)后將成為國內(nèi)首條產(chǎn)能達到GW級別的鈉離子電芯產(chǎn)線。

從電芯到電池中間并不用花太多工夫。真鋰研究院創(chuàng)始人墨柯向記者解釋，電池包相當(dāng)于把N個電芯放一塊串/并聯(lián)方式連接到一起，其涉及到電池管理系統(tǒng)的問題，技術(shù)難度上，有了電芯后，生產(chǎn)電池并不難?！岸铱梢杂娩囯姷腜ACK技術(shù)，這個問題并不是太大?！?/p>

行業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，華陽股份走在前列，原因是中科海鈉在背后提供了技術(shù)支持。

事實上，中科海鈉與華陽股份已在股權(quán)等多個領(lǐng)域有合作。

在股權(quán)結(jié)構(gòu)上，華陽股份是中科海鈉的股東之一。公開信息顯示，華陽股份通過旗下子公司——陽泉市梧桐樹嘉裕陽煤智能制造股權(quán)投資合伙企業(yè)(持股49.8%)間接持有中科海鈉7.8%的股權(quán)。如果算上母公司華陽集團有限公司間接持有的股權(quán)，華陽系一共持有中科海鈉15.6%的股權(quán)。

中科海鈉與華陽股份在具體項目上也曾多次展開合作。2021年華陽股份與中科海鈉共同打造了全球首個1MWh鈉離子電池光伏儲能系統(tǒng)。在9月30日公告中，公司同樣表示，該1GWh鈉離子電芯生產(chǎn)線由華陽集團與中科海鈉聯(lián)合打造。

除了與華陽股份/集團合作外，中科海鈉合作對象還包括三峽能源，后者的產(chǎn)業(yè)化也走在行業(yè)前列。

今年7月，全球首條5GWh級鈉離子電池生產(chǎn)線一期項目——阜陽海鈉科技1GWh鈉離子電池生產(chǎn)項目落成。該項目由三峽能源與中科海鈉合作完成，技術(shù)支持主要來自中科海鈉。

計劃在2023年量產(chǎn)的電池企業(yè)還包括多氟多、傳藝科技、維科技術(shù)，三者計劃2023年底前分別建成1GWh、2GWh、2GWh產(chǎn)能。

值得一提的是，在正極材料領(lǐng)域，一家名為鈉創(chuàng)新能源的公司也走在行業(yè)前列。鈉創(chuàng)新能源由上海交通大學(xué)馬紫峰教授于2012年組建的核心研發(fā)團隊延伸成立，公司于2018年成立，2019年完成全球首條噸級鐵酸鈉基正極材料生產(chǎn)線。維科技術(shù)的正極材料、電解液均由鈉創(chuàng)新能源提供。

行業(yè)中，多氟多、傳藝科技正極材料、電解液等主要材料則主要來源于自產(chǎn)。

9月19日多氟多在投資者互動平臺表示，鈉電池樣品正在進行中試驗證。9月21日，傳藝科技公告，鈉離子電池項目已具備中試生產(chǎn)條件并即將投產(chǎn)運行。從進展來看，二者產(chǎn)品尚未通過中試，整體進度落后于華陽股份與三峽能源。

總體來看，上述即將迎來鈉電池產(chǎn)業(yè)化的電池企業(yè)可以分為3大類：鋰電龍頭(寧德時代)、具有研究機構(gòu)背景的創(chuàng)新型企業(yè)(如中科海鈉-中科院，鈉創(chuàng)新能源-上海交大)，以及新興企業(yè)(如傳藝科技、維科技術(shù))等。

產(chǎn)業(yè)進度上，華陽股份、三峽能源、維科技術(shù)、傳藝科技計劃規(guī)劃投產(chǎn)進度較為靠前，寧德時代也表示明年將會正式量產(chǎn)，而多氟多則相對落后。

離“挑大梁”還有幾道關(guān)?

“即便是鈉離子電池量產(chǎn)了，鈉電池的裝機、測試、試用都還沒有經(jīng)歷過，現(xiàn)在都還處于一個初級的產(chǎn)品，還要經(jīng)過很長時間的驗證。”隆眾資訊鋰電池部分析師曲音飛向記者表示，鈉電池沒有經(jīng)歷過類似鋰電池的市場驗證，還遠(yuǎn)未到“攻城略地”的時候。

業(yè)內(nèi)人士普遍觀點認(rèn)為，短期來看，即便是實現(xiàn)量產(chǎn)，鈉離子電池距離真正的成熟還有很長的路要走。

墨柯認(rèn)為，鈉離子仍舊處于從0到1的發(fā)展階段，并預(yù)判未來兩三年它不會有多大的市場。

某國內(nèi)頭部正極材料企業(yè)董事長張帆(化名)則表示，沒有經(jīng)過市場印證過程，鈉離子電池成熟度難以與鋰離子電池相媲美，短期內(nèi)不具備爆發(fā)條件。

張帆認(rèn)為，在用戶端，鈉離子電池發(fā)展是受到制約的。比如電池管理系統(tǒng)、BMS系統(tǒng)、后端應(yīng)用系統(tǒng)配套都是需要時間去解決的。

“鋰電池也是經(jīng)歷了很多年驗證。電動汽車開始推廣前，曾推出過‘百城千輛’計劃，即在100個城市每個城市布10輛車，要跑好幾年。鈉離子也是一樣的，沒有經(jīng)歷這樣的驗證過程一下推出來，應(yīng)用場景、壽命都不知道。鈉離子電池是不是真那么好，大家也都沒有經(jīng)驗?！?/p>

張帆預(yù)計，最快到2027年后，鈉離子電池才會進入市場爆發(fā)期。

除了市場驗證需要時間，不同應(yīng)用場景下，鈉離子電池在技術(shù)層面也需要一些問題需要時間克服。

東高科技首席策略研究員陳宇恒認(rèn)為，鈉離子存在壽命短、能量密度低等突出劣勢。“鈉離子電池的缺點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)壽命短等相對劣勢。”

也正因此，陳宇恒認(rèn)為，鈉離子電池當(dāng)下僅有個別儲能領(lǐng)域的示范項目，大規(guī)模應(yīng)用還沒有穩(wěn)定的剛性需求，這些層面都制約了其產(chǎn)業(yè)化進度。

作為市場主要看好的應(yīng)用領(lǐng)域，“循環(huán)壽命低的問題”同樣正制約其在儲能領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

“鈉離子(電池)和鋰離子(電池)一樣，都是在隔膜中間來回來去的去穿梭放電，你想鈉離子那么大體積，要穿梭的次數(shù)比體積小的鋰離子還要長，可想而知，說它的困難程度肯定是要大一些的?！蹦卤硎荆啾扔趦δ茴I(lǐng)域，他更看好鈉離子電池在電動自行車的應(yīng)用。

“在儲能這一塊，鈉離子電池其實也不太好走，這條路相對好走的可能就是電動自行車，對于電池的循環(huán)壽命并沒有太多的要求，關(guān)鍵就是要便宜。這個領(lǐng)域它是有可能率先去嘗試的，這也是中科和海納把鈉電市場首選在電動自行車的主要原因。”

公開資料顯示，鈉離子電池的能量密度為達到145Wh/kg，是鉛酸電池的3倍左右，據(jù)國泰君安統(tǒng)計，目前三元電池單體能量密度普遍在200Wh/kg以上，主流產(chǎn)品已經(jīng)達到250Wh/kg，頭部企業(yè)的磷酸鐵鋰電池單體能量密度則在180Wh/kg附近。

循環(huán)壽命上，根據(jù)正極材料不同，鈉離子循環(huán)壽命也在一定區(qū)間內(nèi)變動。

目前已公布的主流鈉離子電池循環(huán)壽命，在1000-4000次之間。相比之下，磷酸鐵鋰電池壽命則在3000-10000次之間。

“不論是儲能還是其他領(lǐng)域，鈉離子電池現(xiàn)階段還很難完全取代鋰電池，因為二者之間的應(yīng)用領(lǐng)域是存在互補的，目前市場給鈉離子電池的定位是鋰離子電池的潛在替代者，是鋰電池的補充，而非替代。”陳宇恒表示。

關(guān)鍵詞： 能量密度 循環(huán)壽命 傳藝科技