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2月1日，海基新能源推出第一代鈉離子電池。抓緊研發(fā)鈉電池，儼然成為當前眾多電池企業(yè)的“集體性行為”。
“鈉電池”讓鋰電池企業(yè)安心。寧德時代董事長曾毓群曾表示“以前鈷的價格炒得很兇，我們就拼命搞無鈷，鎳炒起來后我們做無鎳?，F(xiàn)在鋰的價格在炒，我就搞一個鈉，我覺得氯化鈉炒不起來，因為鹽很多。”
鈉電第一次公開亮相，來自于就是來自于鋰電池巨頭寧德時代。2021年5月28日，寧德時代發(fā)布了第一代鈉離子電池，電芯單體能量密度達到160Wh/kg，直逼磷酸鐵鋰。
寧德時代擘畫的鈉電池藍圖，吸引更多電池企業(yè)跟隨進來，尤其是2023年開局，產(chǎn)業(yè)化提速明顯。
億緯鋰能于2022年12月15日發(fā)布第一代大圓柱鈉離子電池產(chǎn)品，能量密度為135Wh/kg，循環(huán)次數(shù)達到2500次。公司計劃到2026年將鈉離子電池能量密度提升至140-160Wh/kg，并實現(xiàn)萬次循環(huán)，成本能夠降到0.2元/Wh的水平。
蜂巢能源于2022年12月22日公布第一代鈉離子電池原型樣件已經(jīng)完成開發(fā)，能量密度110Wh/kg。公司第二代鈉離子電池產(chǎn)品正在開發(fā)，預計2023年一季度完成設(shè)計定型，能量密度為135Wh/kg；2023四季度計劃完成160Wh/kg的鈉離子電池開發(fā)，預計循環(huán)壽命超過2000次。
星恒電源于2023年1月12日發(fā)布具有超長壽命、超快充電、超遠續(xù)航、超準顯示、超級安全、超高性價比等優(yōu)勢的星恒第一代鈉離子電池—“超鈉F1”， 可常溫循環(huán)2000次。星恒電源已掌握鈉離子電池關(guān)鍵技術(shù)專利，已獲得5篇授權(quán)、16篇實審專利技術(shù)，擁有鈉電自主知識產(chǎn)權(quán)。
2023年1月，總投資10億元在鎮(zhèn)江市大港保稅區(qū)投建5萬噸NFS鈉離子正極材料制造基地簽約落地，這是眾鈉能源打造的全球首個硫酸鐵鈉正極材料萬噸級量產(chǎn)基地，預計2023年下半年建成投產(chǎn)。此外，眾鈉能源旗下泰州海陵基地5GWh電池系統(tǒng)量產(chǎn)項目在建，以及5GWh鈉離子電池示范量產(chǎn)基地正在啟動中，總計規(guī)劃產(chǎn)能10GWh，將于2023年下半年相繼建成投產(chǎn)。
短短1個多月內(nèi)，億緯鋰能、蜂巢能源、眾鈉能源、?；履茉础⑿呛汶娫吹绕髽I(yè)在鈉電池領(lǐng)域動態(tài)不斷。此外，孚能科技也計劃于 2023 年推出其第一代鈉離子電池產(chǎn)品。
“2021年，鈉離子相關(guān)材料還很難供應(yīng)到公斤級；2022年，鈉離子材料已可供應(yīng)達數(shù)十公斤。”中南大學唐有根教授曾在2022高工儲能峰會上預判，鈉離子電池量產(chǎn)過程會在鋰電的“肩膀”上縮短很多，或許3-5年將迎來產(chǎn)業(yè)化。
2022年以來，業(yè)界也不斷釋放鈉離子電池量產(chǎn)信息。中科海鈉·阜陽全球首條GWh級鈉離子電池生產(chǎn)線于2022年11月29日產(chǎn)品下線；寧德時代表示要在2023年實現(xiàn)鈉電池產(chǎn)業(yè)化；傳藝科技在2022年9月中試產(chǎn)線投產(chǎn)，在2022年底至2023年初正式投產(chǎn)2GW；華陽股份通過與中科海鈉合作，在2022年9月底電芯廠投產(chǎn)，預計2023年初開始量產(chǎn)；維科技術(shù)通過與浙江鈉創(chuàng)合作，計劃在2022年底完成中試，2023年6月投產(chǎn)2GW……
2023年，鈉離子電池量產(chǎn)呼之欲出。
鈉離子正極：三種路線各有所長
備受產(chǎn)業(yè)關(guān)注的鈉離子電池正極材料，目前基本上包括三種類型：層狀過渡金屬氧化物（簡稱“層狀氧化物”）、普魯士藍類、聚陰離子型化合物。
目前鈉離子能夠最先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是層狀氧化物正極材料。目前該種路線材料的制備與鋰電池體系部分相通，相較其他路線，更容易實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。而業(yè)界認為，聚陰離子型化合物正極材料相對能量密度最有希望突破。
中南大學唐有根教授認為，目前這三種體系各有所長，層狀氧化物技術(shù)成熟，普魯士藍類化合物成本低，聚陰離子型化合物功率密度高，適用于高功率輸出設(shè)備需求。
從目前市場上幾個受關(guān)注公司的角度來看，鵬輝能源、眾鈉能源、山東章鼓、鈉創(chuàng)新能源等在聚陰離子材料上布局明顯。普魯士藍材料布局公司則包括寧德時代、湖南立方、浙江星空鈉電和超鈉新能源。中科海鈉和鈉創(chuàng)新能源采用了層狀氧化物的技術(shù)路徑。
寧德時代第一代鈉電池便采用了普魯士藍類材料，這種材料能量密度上限高，但循環(huán)性能稍差。普魯士藍類材料最致命的問題是生產(chǎn)加工過程中處理不當極易形成結(jié)晶水，該問題目前仍是行業(yè)難點。寧德時代同時布局層狀氧化物，以鞏固龍頭地位。
布局鈉離子電池的鵬輝能源，目前有3個團隊在做鈉離子電池的研發(fā)工作，包括層狀氧化物、聚陰離子體系等正極路線，還延伸至負極硬碳。當前鵬輝能源重點攻堅的聚陰離子產(chǎn)品具備較高的能量密度、穩(wěn)定性及循環(huán)壽命。負極方面，鵬輝能源持有成都佰思格8.33%股權(quán)，后者負極硬碳已實現(xiàn)小批量出貨，縱向延伸有助于保障關(guān)鍵材料供應(yīng)、提升盈利水平。
眾鈉能源以硫酸鐵鈉電池研發(fā)制造為主。在鈉電池性能上，眾鈉能源已實現(xiàn)實驗室電池能量密度160wh/kg，工程電芯120wh/kg，兼具極佳的高低溫及倍率性能。當前眾鈉能源已實現(xiàn)首批鈉電儲能模組和低速兩輪車PACK下線。
欣旺達與南開大學合作設(shè)立院士工作站共同研究新型鈉離子電池等關(guān)鍵材料及技術(shù)。公司擁有鈉離子電池補鈉、鈉離子電池及制備的多項專利，公司鈉離子電池專利工藝多為將金屬鈉或者鈉鹽以液態(tài)形式添加至負極極片，補鈉后的鈉電池在循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能、和能量密度等方面有部分改善。
有觀點認為，聚陰離子材料則是公認結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、循環(huán)壽命高。釩基聚陰離子材料潛力更大，但由于釩也是制備液流電池的主要原材料，近幾年價格也有所上漲，且具備毒性，產(chǎn)量并不穩(wěn)定，相對而言，鐵基目前更具性價比。
唐有根則表示，磷酸釩錳鈉正極材料技術(shù)可引入電負性大的F元素取代，提升工作電壓和能量密度；增大Mn含量或引入Cu，F(xiàn)e等進一步降低釩含量，降低成本。
中科海鈉對外表示，目前鈉離子電池技術(shù)路線百花齊放，有聚陰離子、普魯士藍還有層狀氧化物，最終會通過市場驗證，就像磷酸鐵鋰和三元材料的爭論。
鈉離子負極：國內(nèi)硬碳性能緊追海外
與鋰離子電池一樣，鈉離子電池的負極材料同樣是碳材料。主要分為硬碳和軟碳，軟碳成本比較低但是它的性能不足，現(xiàn)在軟碳技術(shù)尚在進一步改進提升，硬碳技術(shù)探索已經(jīng)初見成效?？梢哉f，生物質(zhì)基硬碳最具優(yōu)勢。但行業(yè)尚處于發(fā)展初期，個別企業(yè)具備技術(shù)優(yōu)勢。
高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）調(diào)研發(fā)現(xiàn)，硬碳前驅(qū)體路線多樣，又可以分為生物質(zhì)類、樹脂類、化工原料類等，其中生物質(zhì)前驅(qū)體因為來源廣泛、性價比高成為主流前驅(qū)體路線。生物質(zhì)前驅(qū)體生產(chǎn)工藝難度小，但篩選合適前驅(qū)體和穩(wěn)定批量供應(yīng)難度大。此外，目前已有樹脂和無煙煤混合硬碳研發(fā)技術(shù)，該技術(shù)產(chǎn)品性能好、成本低，供應(yīng)穩(wěn)定，未來有望成為市場主流應(yīng)用技術(shù)路線之一。
GGII分析認為，當前鈉離子硬碳負極材料仍具有一定產(chǎn)業(yè)化難度，主要體現(xiàn)在以下幾點：
1）生產(chǎn)工藝適配性差：不同的原材料需要不同的工藝適配，工藝適配難度大；
2）原材料批次一致性差：不同原材料年份、產(chǎn)地、甚至部位不同，都會影響硬碳質(zhì)量，例如：椰殼的年份和產(chǎn)地不同，采用椰殼的內(nèi)層和外層，得到的硬碳也不同，批次一致性難保證；
3）成本高企，國內(nèi)硬碳材料依賴日本進口，而進口硬碳材料價格約15-20萬/噸，若選擇國外硬碳產(chǎn)品為鈉離子電池負極材料，則相對成熟的磷酸鐵鋰電池沒有成本優(yōu)勢，進而影響鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進程。
值得注意的是，從參數(shù)上看，目前國內(nèi)硬碳材料參數(shù)與國外硬碳材料參數(shù)相當。但是根據(jù)國內(nèi)電池企業(yè)測試結(jié)果反饋看，國外硬碳材料的循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能更好。但是國內(nèi)產(chǎn)品成本優(yōu)勢明顯，再加上國內(nèi)企業(yè)更貼近客戶，國內(nèi)企業(yè)有望加速硬碳產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)，國內(nèi)硬碳產(chǎn)品性能有望追上國外產(chǎn)品性能。
隨著硬碳負極材料成本逐步下降，技術(shù)不斷發(fā)展，有望促進鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化，鈉離子電池2023年有望實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)騰飛。
鈉電儲能勝算幾何？
2022 年 10 月，中國能建中標三峽能源安 徽阜陽市 300MW/600MWh 儲能項目，其中包括 30MW/60MWh 鈉離子電池儲能單元，是當前國內(nèi)最大規(guī)模的鈉離子電池儲能項目，相較此前投運的中科海鈉 1MWh 鈉離子電池 儲能示范項目，在規(guī)模大幅提升，將加速鈉離子電池從示范走向運用。
全球鋰價從2021年7月一路飆升，直到2022年末，才稍稍下跌，止住暴漲趨勢。鋰價高企，鈉離子電池得到國家政策支持，優(yōu)勢開始顯現(xiàn)。
2022 年 7 月，國家能源局下發(fā)征求意見稿中強調(diào)，中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池；選用梯次利用動力電池時，應(yīng)進行一致性篩選并結(jié)合溯源數(shù)據(jù)進行安全評估。
發(fā)展鈉離子電池不僅有望緩解因鋰資源短缺及分布不均引發(fā)的儲能發(fā)展受限的問題，還有眾多業(yè)界人士認為，鈉離子電池與鋰離子電池相比，除了能量密度外， 在成本、低溫性能、安全性方面或更具優(yōu)勢。
相較鋰電儲能，鈉離子電池正負極材料、集流體均更具成本優(yōu)勢。其中鈉離子電池將集流體從銅箔換成鋁箔，正極可以放電至 0V 而不會影響后續(xù)使用，使其在運輸和保存過程中更安全，降低了電池的儲運成本。
據(jù)相關(guān)測算，當前鈉離子電池的初始容量投資在 500-700 元/kWh， 若循環(huán)次數(shù)在 6000 周時，鈉離子電池儲能系統(tǒng)度電成本可實現(xiàn) 0.217-0.285 元/kWh；當循環(huán) 次數(shù)在 8000 周時，鈉離子電池儲能系統(tǒng)度電成本可下探至 0.2 元/kWh 以內(nèi)。據(jù)中科海納估計，Cu-Fn-Mn 基鈉離子電池原材料最終成本相對磷酸鐵鋰 / 石墨體系將降低 30%-40%。
目前，寧德時代鈉離子電池能量密度最高已達160Wh/kg，直逼磷酸鐵鋰電池，為鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
高工儲能分析，未來若能進一步改進鈉電池生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和工藝，提高正負極材料利用率，降低材料成本和生產(chǎn)制造成本，則可提高儲能系統(tǒng)的循環(huán)壽命，并進一步降低儲能電站度電成本，在大規(guī)模儲能商業(yè)化應(yīng)用有較大前景。
原標題： 鈉電量產(chǎn)倒計時 加速“卡位”儲能
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