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2023年，鈉電產(chǎn)業(yè)化將迎來關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。自從《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》、《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》等相關(guān)政策陸續(xù)出臺(tái)，將鈉離子電池列入重點(diǎn)發(fā)展方向后，鈉電產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入加速階段。
近日，孚能科技攜手江鈴集團(tuán)，邁出鈉電量產(chǎn)由實(shí)驗(yàn)室到市場應(yīng)用的關(guān)鍵一步，預(yù)計(jì)2023年度第二季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車。上海派能科技獲得全球首張TÜV萊茵鈉離子電池認(rèn)證證書，標(biāo)志著派能科技鈉離子電池技術(shù)已經(jīng)成熟，將更好地促進(jìn)鈉電在儲(chǔ)能領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用，為鈉電產(chǎn)業(yè)化打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
中科海鈉與江淮集團(tuán)合作，實(shí)現(xiàn)鈉離子在樣車上的裝車，展現(xiàn)了值得期待的鈉離子電池在電動(dòng)車中的應(yīng)用前景。
雖然鈉電池相比鋰電池，擁有價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、更耐低溫、更安全的優(yōu)點(diǎn)，已被不少電池廠商相中，并進(jìn)行了深入研發(fā)，但其能量密度低于鋰電池，目前仍處于痛點(diǎn)攻堅(jiān)期。鈉電未來產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的塑造，技術(shù)方向的終極選擇等都將是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
一、鈉電的技術(shù)難點(diǎn)和獨(dú)特優(yōu)勢
如今鋰電池是電動(dòng)車動(dòng)力電池的主力，但是由于鋰礦資源依賴進(jìn)口，而且成本較高，因此鈉離子電池這兩年也成為電池企業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)，除了寧德時(shí)代、中科海鈉之外，今年還有一家公司傳藝科技也會(huì)量產(chǎn)鈉離子電池。
目前鈉離子電池技術(shù)實(shí)用化的痛點(diǎn)在于：
1.鈉離子質(zhì)量比鋰離子重，電負(fù)性不及鋰，因而能量密度不及鋰。
2.鈉離子體積更大，難以脫嵌，循環(huán)性能較差。鈉離子嵌入脫出的動(dòng)力學(xué)很慢，并且容易引起電極材料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的相變，從而降低了電池的循環(huán)性能。
據(jù)介紹，鈉離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵問題逐漸被攻克，部分性能指標(biāo)與鋰電媲美，鈉離子電芯單體能量密度可達(dá)140-160Wh/kg，接近LFP(磷酸鐵鋰電池)水平。從快充和低溫性能來看，頭部廠商鈉離子電池產(chǎn)品在充電15分鐘的情況下就能達(dá)到80%的容量，在零下20℃的低溫環(huán)境下，仍能保持90%以上的放電保持率。
若鈉離子電池產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度提高后，在兩輪車、A00級車和儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)⒋蠓女惒省Ｒ驗(yàn)锳00級電動(dòng)車售價(jià)低電池成本占比高，對電池成本更為敏感，鈉離子憑借成本優(yōu)勢有望大展身手。隨著海外戶儲(chǔ)高爆發(fā)+國內(nèi)儲(chǔ)能大發(fā)展，目前儲(chǔ)能電池的狀況是供不應(yīng)求，而鈉離子電池可以憑借成本低、原材料豐富的優(yōu)勢，隨循環(huán)性能的進(jìn)一步提升后，可實(shí)現(xiàn)對磷酸鐵鋰電池的部分替代。
中國科學(xué)院院士陳立泉曾表示：“當(dāng)前鈉離子電池尚處于推廣期，隨著產(chǎn)業(yè)鏈的完善，技術(shù)成熟度的提高和規(guī)模效應(yīng)，鈉離子電池的成本有望低于磷酸鐵鋰電池20%以上，為大規(guī)模推廣鈉離子電池創(chuàng)造了有利的條件。”
二、鈉電的未來發(fā)展方向
基于正極材料差異化，鈉電的主流技術(shù)路線基本明晰，分別是層狀氧化物、聚陰離子化合物、普魯士類化合物三大技術(shù)路線。
層狀氧化物：能量密度高、電壓平臺(tái)高，綜合性能優(yōu)異，倍率性能等在三種技術(shù)路線中表現(xiàn)最好，已率先完成了產(chǎn)業(yè)化。布局該路線的企業(yè)主要有蜂巢能源、孚能科技、星恒電源、中科海納、容百科技等。
聚陰離子化合物：穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性高，且具備最長的理論循環(huán)壽命，落地低速車、儲(chǔ)能等應(yīng)用前景廣闊，產(chǎn)業(yè)化速度較快。目前布局該路線的企業(yè)有眾鈉能源、鵬輝能源、鈉創(chuàng)新能源等。
普魯士類化合物：制備工藝較簡單，材料成本低，可大量生產(chǎn)，由于制備結(jié)晶化及熱失控后產(chǎn)生有毒氣體等原因，目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度較慢。入局的企業(yè)有寧德時(shí)代、美聯(lián)新材、華鈉新材等。
在需求端，鈉電與鋰電應(yīng)用互補(bǔ)，預(yù)計(jì)2025年全球需求量98GWh。得益于材料成本較低和性能特點(diǎn)，鈉電池有望與鋰電池形成應(yīng)用領(lǐng)域的互補(bǔ)。目前為止，鈉電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度較為理想，目前已有MWh級別的儲(chǔ)能電站投入運(yùn)營，鈉電池將在電動(dòng)兩輪車、偏小型儲(chǔ)能和低速四輪車領(lǐng)域先行應(yīng)用。行業(yè)研究報(bào)告預(yù)計(jì)，2025年全球需求量有望達(dá)到98GWh。
在供給端，鈉電產(chǎn)品性能良好，多家企業(yè)已規(guī)劃GWh產(chǎn)能，2023年是量產(chǎn)元年。
寧德時(shí)代第一代鈉電池電芯單體能量密度160Wh/kg，第二代單體能量密度有望突破 200Wh/kg；此外公司開發(fā)了 AB 電池解決方案，實(shí)現(xiàn)鈉離子電池和鋰離子電池的集成混合共用，預(yù)計(jì)今年形成鈉電池基本產(chǎn)業(yè)鏈。
傳藝科技的中試線已投產(chǎn)，單體能量密度 150-160Wh/kg，循環(huán)次數(shù)不低于 4000 次，2022 年 10 月擬將鈉電池一期規(guī)劃 2GWh 產(chǎn)能提升至 4.5GWh。
總體來看，鈉電產(chǎn)業(yè)化已來到關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，鈉電應(yīng)用的關(guān)鍵問題正逐步被攻克，且憑借顯著的成本優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速，未來在動(dòng)力領(lǐng)域應(yīng)用空間巨大。(注：原文有刪改)
原標(biāo)題：鈉電池產(chǎn)業(yè)化元年！三大技術(shù)路線并行！
