中國儲能網(wǎng)訊：在鋰離子電池主導電池世界30多年后，鈉離子電池開始登上歷史舞臺。
鈉離子電池具有原材料資源豐富、易制造、成本低、安全性高等優(yōu)勢，是繼鋰離子電池后又一個被業(yè)界普遍看好的電池技術，尤其是近兩年鋰價暴漲趨勢下，鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進程被大大加速。
專注鈉離子電池研發(fā)的研究機構、初創(chuàng)公司紛紛推進鈉離子電池項目落地，與此同時，像寧德時代、億緯鋰能等鋰電巨頭也開始布局鈉離子電池業(yè)務。巨頭入局、多點開花，業(yè)界預計，明年或迎來鈉離子電池的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化元年，但在能量密度、材料、成本方面，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
業(yè)界苦“鋰”久矣，鈉電池走上臺前
近年來，新能源汽車在全球的快速發(fā)展，推動著鋰電池需求猛增，也帶動了上游原材料價格的不斷上漲。作為鋰離子電池的主要材料，鋰價漲勢尤其迅猛，以電池級碳酸鋰為例，從2021年初的每噸5-6萬元，到2022年11月最高漲至近60萬元。
鋰電原材料價格暴漲，一方面是需求快速增長，另一方面，鋰的儲量有限，且分布極不均勻，我國所需要的鋰中80%依賴進口。受疫情和外部環(huán)境影響，國內(nèi)鋰等原材料進口受阻，導致其價格暴漲，也推漲了終端產(chǎn)品價格，企業(yè)利潤大幅降低，整車企業(yè)甚至電池企業(yè)為此都苦不堪言，業(yè)界苦“鋰”可謂久矣。
相比“貴”金屬鋰，同族的鈉要“平民化”得多，儲量豐富，資源多，成本自然就低得多。同時，相比鋰離子電池，鈉離子電池還具有安全性高、倍率性能好、低溫性能佳的突出優(yōu)勢。安全性高表現(xiàn)在鈉離子電池瞬間發(fā)熱更少、穩(wěn)定性更好，在短路、針刺、擠壓測試下，無起火、爆炸;倍率性能好的特性使得鈉離子電池能實現(xiàn)更快的充電速度;低溫性能佳使得鈉離子電池正常工作溫度范圍可達到-40℃-80℃，可以適應嚴寒環(huán)境下的應用。
在鋰資源短缺、價格大幅度上漲以及儲能需求旺盛的背景下，迫切需要新型高效的儲能技術與鋰離子電池形成互補，鈉離子電池適時走上臺前。目前，在全球各主要國家，鈉離子電池尚處于產(chǎn)業(yè)化的前期研發(fā)和生產(chǎn)階段。我國的鈉離子技術研發(fā)走在行業(yè)前列，已有多家鈉離子電池企業(yè)在推進鈉離子電池制造項目落地。
2022年3月，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，提出推動多元化技術開發(fā)，研究開展鈉離子電池技術試點示范。7月，工信部正式下達首批鈉離子電池行業(yè)標準計劃，在相關政策的支持下，國內(nèi)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進程在緊鑼密鼓推進中。
巨頭入局、多點開花，鈉電池大規(guī)模量產(chǎn)在即
面對鈉離子電池的廣闊市場前景，國內(nèi)涌現(xiàn)出了一批專注于鈉離子電池材料與電芯研發(fā)的初創(chuàng)企業(yè)，例如：中科海鈉、 鈉創(chuàng)新能源、星空鈉電、眾鈉能源、超鈉新能源、上海璞鈉能源、深圳珈鈉能源等，同時，鋰離子電池企業(yè)也開始規(guī)模布局鈉離子電池業(yè)務，例如：寧德時代、孚能科技、容百科技、億緯鋰能、振華新材料、璞泰來、翔豐華、多氟多、鵬輝能源、欣旺達、湖南立方新能源等。
2022年9月30日，中科海鈉和華陽集團合作的全球首批量產(chǎn)1GWh鈉離子電芯生產(chǎn)線正式投運;10月11日，傳藝科技表示，公司鈉離子電池項目各生產(chǎn)設備及裝置安裝調(diào)試進展順利，已具備中試生產(chǎn)條件、即將投產(chǎn)運行;10月12日，多氟多表示，公司鈉離子電池已有小批量成品下線，正在進行各類檢測，同時，多氟多的電解液材料六氟磷酸鈉已經(jīng)商業(yè)化量產(chǎn)，具備年產(chǎn)千噸的穩(wěn)定生產(chǎn)能力;11月29日，中科海鈉(阜陽)全球首條GWh級鈉離子電池生產(chǎn)線產(chǎn)品下線;鋰電巨頭寧德時代自去年發(fā)布單體能量密度達到160Wh/kg的第一代鈉離子電池后，于近日表示，正致力于推進鈉離子電池在2023年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;孚能科技也計劃于2023年推出其第一代鈉離子電池產(chǎn)品。
從目前公開的消息來看，我國已率先實現(xiàn)鈉離子電池上游材料與電芯的量產(chǎn)，形成了初步的產(chǎn)業(yè)鏈。從生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)來看，鈉離子電池與鋰離子電池原理結(jié)構相似，很多產(chǎn)線都可以共用，在產(chǎn)能、設備的投入建設上可以快速切換上量。業(yè)界預計，2023年或迎來鈉離子電池的大規(guī)模量產(chǎn)期，產(chǎn)業(yè)化元年到來。
降低成本、提升密度，儲能應用前景廣闊
盡管鈉資源豐富，碳酸鈉價格低廉(碳酸鈉幾千元每噸，碳酸鋰幾十萬元每噸)，理論上鈉離子電池成本會更低，但由于目前產(chǎn)業(yè)鏈還不夠成熟，上游材料尚未實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，價格偏高，所以導致鈉離子電池在整體成本上仍較高?！艾F(xiàn)在鈉離子電池的商業(yè)化進程主要取決于它的成本下降幅度，這有賴于包括正極材料、負極材料、電解液等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的完善配套，尚需要大量資金投入?！币晃粯I(yè)內(nèi)人士指出。
另一方面，鈉離子電池在能量密度上尚不及鋰離子電池，寧德時代表示已可以實現(xiàn)160Wh/kg的能量密度，接近磷酸鐵鋰電池密度，但距離三元鋰電池能量密度還有一定差距。因此，對于電池能量密度要求較高的電動汽車應用，鈉離子電池目前還無法與鋰離子電池相提并論。
對于注重成本的儲能、小型電動設備、低速電動車等應用領域，隨著鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善，成本下降，或?qū)⒂瓉韽V闊的應用空間。尤其是儲能應用，對安全性要求較高，鈉離子電池本身所具有的優(yōu)異的熱穩(wěn)定性使它成為未來儲能應用的理想選擇。目前，江蘇溧陽、山西太原、內(nèi)蒙古烏蘭察布、安徽阜陽等全國多地已建成或在建多座鈉離子電池儲能項目，業(yè)內(nèi)人士認為鈉離子在儲能領域的應用會比鋰離子電池前期走過的路徑更快。
