近期,鋰電池上游材料再次開啟漲價(jià)模式,碳酸鋰均價(jià)從30萬元/噸漲至50萬元/噸,且市場供不應(yīng)求。在此背景下,與鋰離子電池性能相似的鈉離子電池優(yōu)勢凸顯。
量產(chǎn)進(jìn)程加快
“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,而鈉離子電池是首選。”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)。
健全產(chǎn)業(yè)鏈
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,掌握高安全、長壽命、低成本的電極材料是鈉離子電池商用的關(guān)鍵。
“2010年以來,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20家企業(yè)致力于研發(fā)鈉離子電池。”胡勇勝指出,我國鈉離子電池的研發(fā)處于國際領(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。
“補(bǔ)充”而非“替代”
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,多項(xiàng)國家政策頻頻鼓勵(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,除了更高容量暫時(shí)無法滿足外,其他方面都是鈉離子電池的優(yōu)勢所在。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)展受限問題。
“鈉離子電池的規(guī)模化量產(chǎn)沒有明顯瓶頸,在特定市場會(huì)憑借自身特色迅速搶占市場。”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。
原標(biāo)題:鋰電池會(huì)被“鈉電池”取代嗎?