中國儲能網(wǎng)訊：我們已有磷酸鐵鋰、三元材料、錳酸鋰等電池，還需要鈉離子電池嗎？前不久，由中科海鈉與華陽集團共同建設的全球首套1MWh鈉離子電池儲能系統(tǒng)在山西太原正式投入運營。7月29日，寧德時代宣布鈉離子電池上市。鋰電池之后，鈉電池一出場就受到大家的高度關注，隨著電池界巨頭寧德時代的入局，鈉電池或將掀起新高潮。
寧德時代入局鈉電池
7月29日，寧德時代新能源科技股份有限公司（簡稱“寧德時代”）舉行了首場線上發(fā)布會，董事長曾毓群博士發(fā)布了寧德時代的第一代鈉離子電池，與人們的預期有所不同的是，寧德時代的鈉離子電池與鋰電池混搭，創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包也在發(fā)布會上首次亮相。
曾毓群說：“新的應用場景不斷出現(xiàn)，給了不同技術展示的舞臺。鈉離子電池在低溫性能、快充以及環(huán)境的適應性等方面擁有獨特的優(yōu)勢，與鋰離子電池相互兼容互補，多元化的技術路線也是產(chǎn)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的重要保障?！?
寧德時代采用了普魯士白材料，創(chuàng)新性地對材料體相結構進行電荷重排，解決了普魯士白在循環(huán)過程中容量快速衰減這一核心難題；在負極材料方面，寧德時代開發(fā)了具有獨特孔隙結構的硬碳材料，其具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。
寧德時代研究院副院長黃起森博士介紹了第一代鈉電池的性能，其具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢。其電芯單體能量密度高達160Wh/kg；常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上；在-20°C低溫環(huán)境中，也擁有90%以上的放電保持率；系統(tǒng)集成效率可達80%以上；熱穩(wěn)定性遠超國家強標的安全要求?！跋乱淮c離子電池能量密度研發(fā)目標是200Wh/kg以上?！?黃起森說。
據(jù)悉，鈉離子電池能量密度相對低，產(chǎn)品性能相對不高。但寧德時代把鈉離子電池與鋰離子電池按一定比例進行混搭，集成到同一個電池系統(tǒng)里，通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統(tǒng)解決方案既彌補了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板，也發(fā)揮出了高功率、低溫性能佳的優(yōu)勢。這套創(chuàng)新系統(tǒng)可拓展更多應用場景。
鈉電池有自己的優(yōu)勢
此前，中科海鈉已推出鈉電池，鈉離子電池的能量密度不及鋰電池，為何一出場就受到行業(yè)的高度關注呢？中科院物理所研究員、中科海鈉科技責任有限公司董事長胡勇勝告訴記者，鈉離子電池的安全性、經(jīng)濟性、工作溫度、循環(huán)周期等多項指標都優(yōu)于鋰離子電池，更重要的是鈉離子電池不含貴金屬，破解了稀缺資源卡脖子難題。
我國石油對外依存度長期高于警戒線，存在能源安全隱患，全國政協(xié)委員，中國石化集團有限公司總經(jīng)理、黨組副書記，中國工程院院士馬永生在“兩會”期間曾表示，2020年石油、天然氣對外依存度分別攀升到73%和43%。
發(fā)展電動汽車可以把我國交通運輸領域對汽柴油的需求轉換為對電力的需求，在一定程度上降低我國能源安全風險。然而，我國不是鋰資源大國，生產(chǎn)動力電池的鋰資源需要大量進口。胡勇勝說：“隨著新能源汽車產(chǎn)銷量增長，我國有可能從石油卡脖子轉變?yōu)殇囐Y源卡脖子。”地球上的鈉鹽非常豐富，約占2.75%，發(fā)展鈉離子電池不存在資源卡脖子的難題。
在現(xiàn)實生活中，安全極為重要。據(jù)不完全統(tǒng)計，2011-2021年間，全球共發(fā)生32起儲能電站起火爆炸事故，其中，日本1起、美國2起、比利時1起、中國3起、韓國24起。這些起火爆炸的儲能電站全部使用鋰電池。
胡勇勝告訴記者：“鈉離子電池已通過中汽中心的檢測，針刺時不冒煙、不起火、不爆炸，經(jīng)受短路、過充、過放、擠壓等實驗，鈉離子電池也不起火燃燒?！?
鋰電池驕貴，不能過充，也不能過放。鈉離子電池相對好一些，它不能過充，但可以過放，即把電池中的電量全部放完，這有利于BMS調整電池的一致性。據(jù)介紹，鋰電池使用一段時間之后，各個電芯充放電情況不同，導致出現(xiàn)各電芯容量不同的狀態(tài)，需要通過BMS進行調控才能確保一致性。如果鈉離子電池中的電芯出現(xiàn)容量差，可以把整個電池包的電量放完，讓所有的電芯歸零后處于同一水平，BMS一致性的調控變得相對簡單。鈉離子電池可以過放的特性，在電池運輸上特別有用，不帶電運輸極大地降低發(fā)生事故的概率。
電動汽車的用戶在冬天普遍抱怨充不進電，比如磷酸鐵鋰電池低于0 ℃就會出現(xiàn)容量縮減的現(xiàn)象，三元鋰電池的工作溫度稍好于磷酸鐵鋰，但在北方也難抵擋寒冷的考驗。而鈉離子電池的工作溫度為-30℃～55℃，這保證了鈉電池在大多數(shù)北方地區(qū)都可以使用。
經(jīng)濟性對用戶的選擇起著重要作用，近年來，鋰資源的價格持續(xù)高漲，在很大程度上抵消了技術進步與規(guī)?；瘞淼匿囯姵爻杀鞠陆?，根據(jù) wind數(shù)據(jù)，與 2021 年 1 月 1 日價格相比，2021 年 7 月 20 日碳酸鋰價格上漲 66%，氫氧化鋰價格上漲 96%。三元材料鋰電池含有鈷和鎳，成本更高，而鈉電池不含有貴金屬，極片也可以使用更便宜的鋁代替銅，鈉電池的經(jīng)濟性明顯好于鋰電池。光大證券的研究認為，按照等容量軟包電池成本分析，鈉離子電池BOM 理論成本比鋰離子電池低 30%。
眾多企業(yè)涉足或將掀起新高潮
鈉離子電池為何受到如此關注？光大證券認為，鈉離子電池擁有潛力巨大的電池路線。不僅中科海鈉、寧德時代涉足鈉離子電池，還有一大批企業(yè)將陸續(xù)推出自己的鈉電池產(chǎn)品。與鋰電池不同，鈉電池開辟了新的賽道，給上下游產(chǎn)業(yè)鏈帶來巨大的商機。
光大證券的研究報告整理了一份鈉電池概念股名單，包括產(chǎn)業(yè)鏈的上游資源企業(yè)、中游的電池材料及電芯企業(yè)。他們分別是：
（1） 布局鈉離子電池技術的公司，如寧德時代、鵬輝能源、*ST 猛獅、圣陽股份、中國長城、欣旺達。
（2） 持股或投資鈉離子電池企業(yè)的公司，如華陽股份、浙江醫(yī)藥、新筑股份。
（3） 布局鈉離子電池材料技術的公司，如負極材料企業(yè)翔豐華；正極材料企業(yè)容百科技；鋁箔企業(yè)鼎勝新材、南山鋁業(yè)、明泰鋁業(yè)、萬順新材。
（4） 鈉資源公司，如中鹽化工、南風化工、百合花等。
除寧德時代外，鵬輝能源公司已經(jīng)做出鈉離子電池樣品（采用磷酸鹽類鈉正極與硬碳體系負極），6 月份進行中試，預計年底前批量生產(chǎn)。2020 年ST 猛獅公司與客戶合作，已完成交付小批量 18650 圓柱鈉離子電芯。
中國長城旗下公司于 2016 年開始進行鈉離子電池產(chǎn)業(yè)布局，目前已經(jīng)突破了鈉離子電池正極材料合成與處理技術、鈉離子電池制造工藝技術等關鍵技術，取得發(fā)明專利授權 4 項。
圣陽股份公司技術團隊持續(xù)跟蹤鈉離子電池技術的開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及市場化發(fā)展態(tài)勢。欣旺達擁有鈉離子電池補鈉的方法、鈉離子電池及其制備方法等多項專利。華陽股份間接持有中科海鈉 1.66%的股權，擬投資 1.4 億元與中科海納合作共建鈉離子電池正負極材料 4000 噸生產(chǎn)線。
浙江醫(yī)藥持有浙江鈉創(chuàng)新能源有限公司 40%的股份，新筑股份投資的上海奧威科技開發(fā)有限公司一直在做鈉離子電容器的研發(fā)工作。翔豐華針對鈉離子電池開發(fā)了高性能硬碳負極材料，目前正在相關客戶測試中。容百科技正在開發(fā)具有低成本及優(yōu)異電化學性能的鈉離子電池體系及正極材料。
鼎勝新材2020 年電池箔銷售 24049 噸，投資的 50000 噸動力電池電極用鋁箔產(chǎn)能 2020 年年報顯示已經(jīng)完工 71.17%。南山鋁業(yè)投資建設 2.1 萬噸高性能鋁箔生產(chǎn)線，2020 年年報顯示，項目建設進度已達 50%。明泰鋁業(yè)2020 年生產(chǎn)鋁箔 14.68 萬噸，銷售 14.72 萬噸，公司有生產(chǎn)新能源電池軟包鋁箔、電子箔、藥用鋁箔等。
萬順新材4 萬噸電子鋁箔（含 3 萬噸電池箔）項目計劃于 2021 年 12 月31 日前全部投產(chǎn)。中鹽化工擁有豐富的鹽湖資源，是國內(nèi)甚至全球領先的金屬鈉生產(chǎn)廠家。南風化工硫酸鈉儲量達 8000 多萬噸，產(chǎn)銷量世界最大，溶融硫酸鈉可以獲得金屬鈉。
隨著寧德時代及眾多企業(yè)的入局，鈉電池在未來市場上或許會掀起新的高潮。
