“目前，碳酸鋰的價(jià)格已創(chuàng)近年新高，有戰(zhàn)略眼光的企業(yè)紛紛尋找備選技術(shù)路線，而鈉離子電池是第一選擇。”中科海鈉創(chuàng)始人胡勇勝向記者介紹，鈉離子電池原材料資源豐富、分布廣泛、成本低廉，且鈉、鋰二者物理化學(xué)特性及儲(chǔ)存機(jī)制相似，可以沿用現(xiàn)有鋰離子電池的材料及電芯生產(chǎn)工序和生產(chǎn)裝備，使鈉電池的快速應(yīng)用有了可行性。
事實(shí)上，鈉離子電池并不是新事物，早在上世紀(jì)七十年代，就已經(jīng)出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里，但多種原因致使相關(guān)研究一度停滯。當(dāng)前，鋰電池上游原材料缺口不斷擴(kuò)大，迫使一眾企業(yè)投入鈉離子電池的建設(shè)研發(fā)中。
2021年7月，寧德時(shí)代發(fā)布了公司第一代鈉離子電池，讓行業(yè)對(duì)鈉離子電池技術(shù)的關(guān)注度急速升溫。寧德時(shí)代稱，其鈉離子電芯單體能量密度達(dá)160瓦時(shí)/千克，常溫下15分鐘可充滿80%的電量，零下20攝氏度的低溫環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)90%以上的放電保持率。隨后，欣旺達(dá)也公開表示，公司擁有鈉離子電池補(bǔ)鈉方法、鈉離子電池及其制備方法等多項(xiàng)專利。2021年底，三峽集團(tuán)與中科海鈉、阜陽(yáng)市人民政府達(dá)成合作，共同建設(shè)全球首條鈉離子電池規(guī)模化量產(chǎn)產(chǎn)線，產(chǎn)能規(guī)劃為5吉瓦時(shí)，一期項(xiàng)目計(jì)劃于今年投產(chǎn)。
鈉離子電池技術(shù)成熟了嗎？據(jù)了解，鈉離子電池與鋰電池一樣由正極、負(fù)極、電解液和隔膜組成。相較鋰離子，鈉離子體積較大，在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面要求更為嚴(yán)苛，這也是鈉離子電池遲遲難以商用的原因。
在北京化工大學(xué)教授徐斌看來(lái)，掌握高安全、長(zhǎng)壽命、低成本的電極材料是鈉離子電池商用的關(guān)鍵。
“2010年以來(lái)，鈉離子電池研究迅速升溫，專利的申請(qǐng)數(shù)量逐年遞增。目前，全球已有超過(guò)20家企業(yè)致力于研發(fā)鈉離子電池。”胡勇勝指出，我國(guó)鈉離子電池的研發(fā)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，核心材料體系具有完全獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，相關(guān)企業(yè)正有序推進(jìn)關(guān)鍵材料生產(chǎn)、電芯設(shè)計(jì)和研制、模塊化集成與管理，推動(dòng)鈉離子電池商業(yè)化。
鈉電池的產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷健全。上游材料端，容百科技在鈉離子電池正極材料技術(shù)、固態(tài)電池正極材料技術(shù)等方面均有布局；翔豐華成功開發(fā)了高性能硬碳負(fù)極材料，目前正在測(cè)試中；多氟多已經(jīng)量產(chǎn)并銷售六氟磷酸鈉。中游包括寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、鵬輝能源在內(nèi)的電池供應(yīng)商，加速鈉離子電池技術(shù)攻關(guān)。下游應(yīng)用方面，鈉離子電池已經(jīng)在儲(chǔ)能、機(jī)械工程、低速電動(dòng)車等領(lǐng)域成功應(yīng)用。胡勇勝認(rèn)為，鈉離子電池行業(yè)將在3年內(nèi)建立起完整的產(chǎn)業(yè)鏈。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，鈉離子電池與鋰離子電池是“補(bǔ)充”而非“替代”關(guān)系。因鈉離子電池能量密度較低，更適合應(yīng)用在中低速電動(dòng)車和大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域。
此前，工信部明確，鋰離子電池、鈉離子電池等新型電池是“推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的壓艙石”，預(yù)計(jì)隨著產(chǎn)業(yè)加大投入、技術(shù)走向成熟、產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，高性價(jià)比的鈉離子電池有望成為鋰離子電池的重要補(bǔ)充，尤其是在固定式儲(chǔ)能領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。近年來(lái)，多項(xiàng)國(guó)家政策頻頻鼓勵(lì)鈉離子電池發(fā)展，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了強(qiáng)心劑。
胡勇勝認(rèn)為，對(duì)電池的要求主要分為更高容量、更快充電速度、更安全和更低成本等維度。在他看來(lái)，除了更高容量暫時(shí)無(wú)法滿足外，其他方面都是鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)所在。現(xiàn)階段鈉離子電池產(chǎn)品將主要應(yīng)用于150瓦時(shí)/千克以下應(yīng)用場(chǎng)景，可在一定程度上緩解由于鋰資源短缺引發(fā)的儲(chǔ)能電池發(fā)展受限問(wèn)題。
“鈉離子電池的規(guī)模化量產(chǎn)沒(méi)有明顯瓶頸，在特定市場(chǎng)會(huì)憑借自身特色迅速搶占市場(chǎng)。”胡勇勝認(rèn)為，鈉離子電池的定位是最具經(jīng)濟(jì)性的高安全儲(chǔ)能電池，規(guī)模化后將以鉛酸電池的價(jià)格，實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的性能。