本報（chinatimes.net.cn）記者陸肖肖 北京報道
在鋰離子電池當(dāng)?shù)赖膭恿﹄姵貢r代，寧德時代發(fā)布的鈉離子在儲能市場上投擲了一顆深水炸彈。寧德時代介紹，其電芯單體能量密度達160Wh/kg；常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上。市場上分析，技術(shù)取得突破的背后，是電池企業(yè)面臨的鋰原料儲量低、開采難度大、鋰原料價格上漲等問題。在技術(shù)日新月異的當(dāng)下，動力電池技術(shù)路線之爭將持續(xù)很長一段時間。
鈉離子電池技術(shù)取得突破
近日，寧德時代發(fā)布了第一代鈉離子電池，在正極材料方面，寧德時代采用了克容量較高的普魯士白材料，對材料體相結(jié)構(gòu)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的核心難題；在負極材料方面，寧德時代開發(fā)了具有獨特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。
寧德時代介紹，基于材料體系的一系列突破，寧德時代研發(fā)的第一代鈉離子電池具備高能量密度、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特點。其電芯單體能量密度達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，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(biāo)的安全要求。
在電池系統(tǒng)集成方面，寧德時代開發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方案，即鈉離子電池與鋰離子電池兩種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(zhǔn)算法進行不同電池體系的均衡控制，可以彌補鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板，也可以發(fā)揮其高功率、低溫性能好的優(yōu)勢。第一代鈉離子電池可應(yīng)用于各種交通電動化場景，在高寒地區(qū)具有優(yōu)勢，也可適配儲能領(lǐng)域需求。
北京特億陽光新能源總裁祁海珅在接受《華夏時報》記者采訪時表示，鈉離子電池的未來發(fā)展具有一定的優(yōu)勢，鈉元素比鋰元素有更好的安全性，鈉的價格也便宜很多。寧德時代的鈉離子電池160Wh/Kg距離能量極限200Wh/Kg的差距已經(jīng)不大了，其鈉離子電池的能量密度高于鉛酸電池，有點接近低端的磷酸鐵鋰電池，但顯著低于三元鋰電池。
祁海珅分析，發(fā)展鈉離子電池的主要應(yīng)用場景是通信基站、低端低速電動車、電動自行車、電力儲能、太陽能路燈等對能量密度需求相對不高的領(lǐng)域，鈉離子電池的技術(shù)路線會是很好的補充，當(dāng)然目前階段的鈉離子電池生產(chǎn)成本還是比較高的，產(chǎn)業(yè)化、大規(guī)模生產(chǎn)時代還沒有到來，小批量也許兩三年以后可以逐步釋放出來。
鋰資源短缺成鋰電池發(fā)展短板
除了寧德時代外，市場上研究鈉離子電池的企業(yè)還有中科海納、格林美等多家企業(yè)。今年6月底，中科海納發(fā)布了全球首套1MWh鈉離子電池光儲充智能微網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以鈉離子電池為儲能主體，推動了鈉離子電池商業(yè)化應(yīng)用發(fā)展。格林美今年5月表示，公司已經(jīng)完成了鈉離子電池材料的研發(fā)。
在鋰電池一統(tǒng)天下的動力電池市場，多家企業(yè)專注鈉離子電池開發(fā)，技術(shù)取得突破的背后，是電池企業(yè)面臨的鋰原料儲量低、開采難度大、鋰原料價格上漲等問題。
中金公司的研報指出，相較于鋰離子資源不均的分布和較高的提取難度，鈉資源儲量高，且分布廣泛。發(fā)展鈉離子電池有助于緩解中國鋰資源80%依賴進口的窘境，有利于維護供應(yīng)鏈安全。
在產(chǎn)能方面，鈉離子電池距離量產(chǎn)還有一段距離。寧德時代方面告訴《華夏時報》記者，鈉離子電池的制造工藝可以實現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的兼容，產(chǎn)線可進行快速切換，完成產(chǎn)能快速布局。目前，寧德時代已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標(biāo)是200Wh/kg以上。
動力電池技術(shù)路線之爭
可以想象，在多種優(yōu)勢的加持下，未來鈉離子電池可以與鋰離子電池一較高下。但在鈉離子電池量產(chǎn)之前，目前市場上仍然是鋰離子電池占據(jù)主導(dǎo)地位。
祁海珅分析，目前，鋰離子動力電池的技術(shù)水平和發(fā)展地位，是短時期內(nèi)任何新能源電池都無法撼動的，能量密度、性價比和一定的安全性的綜合優(yōu)勢成就了目前階段的鋰電池王者地位。鋰電池行業(yè)是資金、技術(shù)雙密集型行業(yè)，產(chǎn)業(yè)投資確實面臨著技術(shù)路線和生產(chǎn)成本雙向競爭。
此前，動力電池市場上一直存在技術(shù)路線之爭，磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池是爭議的焦點，雙方各有優(yōu)劣，在企業(yè)和市場端爭執(zhí)不休。其中，磷酸鐵鋰電池的成本低、材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性更高，但在能量密度、充放電功率以及體積上相對較差；而三元鋰電池能量密度更高、體積更小，相對應(yīng)的成本高昂，在安全性上也有所欠缺，容易引發(fā)自燃。
相較于鋰離子電池，鈉離子電池也有著不一樣的應(yīng)用場景。智慧芽分析師告訴《華夏時報》記者，在中國現(xiàn)階段的發(fā)展階段，能源是繞不開的話題。其中，能源轉(zhuǎn)化和存儲是新能源發(fā)展的核心，現(xiàn)有技術(shù)條件下，新能源的成本依然很高。鈉離子電池與磷酸鐵鋰電池相比能量密度相當(dāng)，但鈉離子電池在低溫性能、快充、高功率場景下具有明顯優(yōu)勢的特點。鈉離子電池或?qū)⒃陔娋W(wǎng)儲能、低速電動車場景等，對能量密度要求略低、對電池穩(wěn)定性和成本更加敏感的應(yīng)用場景下?lián)碛袕V闊前景。
在科技日新月異的發(fā)展形勢下，新技術(shù)、新材料層出不窮，石墨烯、氫燃料等電池的研發(fā)也有突破性進展，多個技術(shù)路線都在迅猛發(fā)展，技術(shù)優(yōu)劣此消彼長，路線競爭很難見分曉。未來儲能的競爭也并不僅限于上述幾種技術(shù)，動力電池的技術(shù)或許還要面對更長時間的較量。
