中國儲能網(wǎng)訊：18日下午，伊維經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理、中國電池產(chǎn)業(yè)研究院院長吳輝在會上發(fā)表了題為《鈉離子電池市場機會研究》的主題演講，分享了鈉離子電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、國內(nèi)外政策、正負極材料技術路線、成本與應用場景、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點，以饗讀者：
鈉離子電池主要應用場景包括電動二輪車、三輪車、A00級電動車、重卡、船舶、儲能等領域。除上述領域外，隨著鈉離子電池技術的不斷突破帶來的能量密度提升，以及基于創(chuàng)新的電池PACK方式，鈉離子電池還可通過與鋰離子電池等其他產(chǎn)品混搭、串聯(lián)、并聯(lián)、集成的方式應用在新能源汽車領域。
“鈉離子電池目前處于產(chǎn)業(yè)化的前期，從材料體系來看，正極材料、負極材料、電解液、隔膜發(fā)生了一些變化，但是變化又不大，這樣對產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展非常有幫助?！眳禽x介紹，“從鉛酸到鋰電的轉(zhuǎn)型，很難有鉛酸企業(yè)真正轉(zhuǎn)型做鋰電很成功的。但是鋰電池企業(yè)做鈉離子電池相對比較容易，未來在鈉離子電池產(chǎn)業(yè)中，能夠崛起的企業(yè)，有可能還是現(xiàn)在的鋰電池企業(yè)?！?
鈉離子電池正負極材料技術路線
“鋰電池面臨三元材料和磷酸鐵鋰技術路線的競爭，鈉離子也有一些技術路線競爭，這個是非常有意義的，行業(yè)的不確定性，增加了我們投資的風險性，也提高了看準方向的收益，這是需要重點關注的?！痹谡龢O材料方面，吳輝介紹，目前鈉離子電池主要有過渡金屬氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍類化合物三種主流正極材料。
層狀氧化物優(yōu)點是可逆比容量高、能量密度高、倍率性能高、技術轉(zhuǎn)化容易，但容易吸濕，循環(huán)性能稍差；普魯士藍類似物具有工作電壓可調(diào)、可逆比容量高、能量密度高、合成溫度低等優(yōu)勢，但也存在導電性差、有結(jié)晶水、庫倫效率地等不足；聚陰離子化合物的優(yōu)勢則在于工作電壓高、熱穩(wěn)定性好、循環(huán)好、空氣穩(wěn)定性好，不過其可逆比容量低，且部分含有有毒元素。
吳輝表示，目前布局鈉離子電池正極材料的公司代表性公司有容百科技、振華新材、當升科技，其他布局的企業(yè)還有廈門鎢業(yè)、長遠鋰科、多氟多、格林美、中偉股份、美聯(lián)新材等，另外部分鈉離子電池生產(chǎn)企業(yè)如中科海納等也自產(chǎn)鈉離子電池正極材料。
在負極材料方面，可用于鈉離子電池的負極材料類別有金屬化合物、碳基材料、合金類材料、非金屬單質(zhì)等，鈉離子電池負極材料主要企業(yè)包括：貝特瑞、杉杉股份、星城石墨、翔豐華、凱金能源、中科海鈉、佰思格等。其中大部分企業(yè)采用的是硬碳技術路線，中科海鈉依托華陽股份無煙煤優(yōu)勢采用較為便宜的軟碳方案。
軟碳和硬碳的主要區(qū)別主要來自于前驅(qū)體的微觀結(jié)構，如果是煤、石油焦、瀝青這樣層間交聯(lián)作用較弱的前驅(qū)體，則制備出的材料為軟碳。硬碳前驅(qū)體則主要是生物質(zhì)、合成樹脂、及碳水化合物這一類層間交聯(lián)作用較強的材料。
軟碳通常是指2800℃以上容易石墨化的碳材料，有序度較高，軟碳層間范德華力較弱，在高溫下具有較大的移動能力，因此容易形成易結(jié)晶的石墨；硬碳層間具備較強的交聯(lián)相互作用，即使在2800℃以上也難以完全石墨化的碳，有序度較低。
吳輝表示：“我們通過研究發(fā)現(xiàn)，鈉離子電池的負極材料跟鋰電池的天然/人造石墨相比，石墨化的溫度相對低一點，人造石墨需要3000℃以上，石墨化周期需要3周以上，但是硬碳和軟碳降到1000多℃，而且碳化周期也減少了，這是可以把成本降下來的關鍵因素?！?
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢
吳輝分析稱，從成本來看，2021年鈉電池實際生產(chǎn)成本約0.7元/Wh，甚至高于1元/Wh。而當前行業(yè)平均磷酸鐵鋰電池成本約0.51元/Wh左右，三元電池0.64元/Wh左右，而當碳酸鋰價格漲到50萬元/噸時，相應的磷酸鐵鋰電池和三元電池的成本都接近1元/Wh，鈉離子電池現(xiàn)階段相對于鋰電池并沒有非常明顯的價格優(yōu)勢。
從產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)方面來看，一是鈉離子電池的上游原材料生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較少，規(guī)模化程度不高。二是多數(shù)企業(yè)僅僅具備鈉離子電池正、負極材料，電解液等原材料的研發(fā)成果或者處于正在布局的階段。因此，目前鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈布局尚不完善，具有技術儲備的企業(yè)在生產(chǎn)設備和制備工藝方面尚不成熟，故鈉離子電池在產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)上仍然存在較大缺陷，對鈉離子電池形成規(guī)模化生產(chǎn)造成較大的制約影響。
從技術缺陷改進方面來看，鈉離子電池的缺點是鈉元素分子量較高，鈉離子電位更高，體積更大，在嵌入正負極時易使極片材料發(fā)生較大的體積變化，因此，鈉離子電池在材料結(jié)構穩(wěn)定性和動力學性能上要求更為嚴苛。故鈉離子電池存在能量密度低、倍率性能欠佳、循環(huán)壽命短等相對劣勢。這些技術缺陷大大制約了其應用市場以及產(chǎn)業(yè)化進度。
從產(chǎn)品穩(wěn)定性驗證來看，一款電池產(chǎn)品從市場調(diào)研和需求識別—總體方案設計—產(chǎn)品研發(fā)—研究測試—設計定制—量產(chǎn)所需要的周期較長，其中在客戶方面認證通過時間一般由半年到一年不等，當產(chǎn)品小規(guī)模應用后，問題的出現(xiàn)與反饋也要經(jīng)歷至少一到兩年的周期。
通過上述對影響鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化關鍵性因素的分析，吳輝認為，從上游供應端來看，由于制備工藝不成熟，生產(chǎn)設備不完善，產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善等因素，導致鈉離子電池生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)品一致性較差，生產(chǎn)良率不高，成本優(yōu)勢還未體現(xiàn)，鈉離子的產(chǎn)業(yè)化進程還處于初期階段。從下游需求端來看，理論上，鈉離子電池可廣泛的應用在電動兩輪車、低速電動車、儲能等領域，EVTank預測鈉離子理論市場空間到2026年將達到369.5GWh，但是從目前的應用現(xiàn)狀來看，僅有個別儲能領域的示范項目，兩輪車領域雖已有訂單，估計完全裝機出貨至少在2023年初，產(chǎn)品將進行一段時間的市場驗證和消費者體驗反饋，因此大規(guī)模應用還沒有穩(wěn)定的剛性需求，即便是寧德時代已經(jīng)明確將在2023年開始推出鈉離子電池，EVTank預計鈉離子電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也將在2025年之后。
（以上觀點根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）
