中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)我國(guó)已建立起一套行業(yè)領(lǐng)先的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈，但同時(shí)我們也不得不面對(duì)國(guó)內(nèi)鋰礦開采進(jìn)度緩慢，嚴(yán)重依賴海外進(jìn)口的現(xiàn)實(shí)，即便是擺脫鎳、鈷卡脖子的磷酸鐵鋰，也擺脫不了對(duì)鋰的龐大需求，這導(dǎo)致我國(guó)鋰材價(jià)格近年居高不下，近日，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格再次突破50萬元/噸，仍有繼續(xù)走高的趨勢(shì)。
另一方面，海外鋰資源爭(zhēng)奪戰(zhàn)繼續(xù)上演，歐洲近期提案要將鋰列為有害物質(zhì)，旨在通過抬高鋰材生產(chǎn)成本，將美國(guó)雅寶等鋰礦巨頭排除出歐洲市場(chǎng)，轉(zhuǎn)而扶持本土企業(yè)。
面對(duì)市場(chǎng)的一系列變局，我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)早早進(jìn)行應(yīng)對(duì)布局，以寧德時(shí)代為代表的企業(yè)，已啟動(dòng)鈉電池的研發(fā)與應(yīng)用，在行業(yè)龍頭效應(yīng)下，正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等本土鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈也隨之獲得快速發(fā)展。
鈉電池迎來發(fā)展新機(jī)遇
鈉與鋰同屬于氫族元素，化學(xué)特性相似，基于這兩種元素開發(fā)的鈉電池與鋰電池也幾乎同步獲得發(fā)展，不過后期鋰電池憑借更強(qiáng)的化學(xué)特性獲得快速成長(zhǎng)，已成為時(shí)下動(dòng)力電池不可或缺的材料。
我國(guó)也借助新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展機(jī)遇建立起一套完整而成熟的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈，鋰鹽產(chǎn)量位居全球前列。不過，由于國(guó)內(nèi)鋰礦開采進(jìn)度跟不上市場(chǎng)需求，導(dǎo)致鋰材短缺，進(jìn)而引發(fā)鋰材價(jià)格長(zhǎng)期處于高位，如碳酸鋰價(jià)格于8月重回上升通道，目前再次突破50萬元/噸，截至10月14日已達(dá)53.7萬元/噸，并呈繼續(xù)上升趨勢(shì)。
更重要的是，我國(guó)鋰資源相對(duì)匱乏，鋰礦占全球比重僅6.31%，主要通過進(jìn)口來滿足鋰鹽生產(chǎn)需求，中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)鋰業(yè)分會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)鋰礦對(duì)外依賴度高達(dá)65%。
相比鋰資源的短缺，我國(guó)鈉資源儲(chǔ)量豐富且來源廣泛，兼具易開采、低成本、高安全等特性，業(yè)內(nèi)統(tǒng)計(jì)認(rèn)為，鈉電池的生產(chǎn)成本較鋰電池低30%~40%，這對(duì)目前價(jià)格長(zhǎng)期處于高位的鋰電池來說，非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。
而且，寧德時(shí)代、拓邦股份等多家企業(yè)公開披露，在工藝方面，鈉電池可以共用鋰電池生產(chǎn)線，具有很好的兼容性。據(jù)寧德時(shí)代數(shù)據(jù)顯示，在快充性能、低溫性能、系統(tǒng)集成效率等方面，鈉電池要優(yōu)于鋰電池，加速了鈉電池走進(jìn)行業(yè)視線。
不過，相比鋰電池，鈉電池也存在致命缺陷，公開數(shù)據(jù)顯示，三元鋰電池的能量密度可做到350Wh/kg，磷酸鐵鋰的能量密度范圍為150-210Wh/kg，而鈉電池為70-200Wh/kg，能量密度顯著低于前面兩種電池類型。
目前全球主要的鈉電池企業(yè)中，官宣能量密度達(dá)到160Wh/kg的僅有寧德時(shí)代，英國(guó)的Faradion據(jù)稱也能做到140-155Wh/kg，公開數(shù)據(jù)顯示，中科海鈉、傳藝科技、鈉創(chuàng)新能源、法國(guó)Tiamat、美國(guó)Natron Energy的鈉電池能量密度分別為150Wh/kg、145Wh/kg、120Wh/kg、90Wh/kg、50Wh/L，瑞典的Altris僅有160mAh/g，相比鋰電池，鈉電池整體能量密度仍較低，根據(jù)我國(guó)新能源汽車補(bǔ)貼政策，部分鈉電池企業(yè)產(chǎn)品無法達(dá)到最低裝車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)（能量密度≥125Wh/kg）。
鋰電分析師陳磊認(rèn)為，“能量密度低是鈉電池作為動(dòng)力電池的最大痛點(diǎn)，不過寧德時(shí)代的產(chǎn)品已經(jīng)接近于磷酸鐵鋰了，在低端電動(dòng)汽車、兩輪車等領(lǐng)域還是有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力的，降本效果非常明顯；目前看，儲(chǔ)能被認(rèn)為是鈉電池的重要應(yīng)用領(lǐng)域?！逼渫瑫r(shí)表示，鈉電池目前還處于發(fā)展階段，隨著能量密度的提升，不排除未來在更高端的車型中得到應(yīng)用的可能。
根據(jù)寧德時(shí)代披露信息，其鈉電池將于2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在談及電動(dòng)車動(dòng)力電池降本方案時(shí)，寧德時(shí)代表示，鈉電池是替代方案之一；同時(shí)，其AB方案（鈉電池+鋰電池）也能提升電池的能量密度，據(jù)透露，寧德時(shí)代下一代鈉電池的能量密度將達(dá)到200Wh/kg。
除了寧德時(shí)代，其他鈉電池企業(yè)也有意將產(chǎn)品應(yīng)用于電動(dòng)車領(lǐng)域，其中，傳藝科技二期8GWh產(chǎn)能中，有50%產(chǎn)能計(jì)劃用于小動(dòng)力電池生產(chǎn)。
產(chǎn)業(yè)鏈配套是關(guān)鍵
隨著鋰礦不斷開采，以及鋰電池回收再利用，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，鋰資源將不再緊缺，待成本降下來，鈉電池的低成本優(yōu)勢(shì)將不那么凸顯，不過陳磊指出，“鈉電池也是中國(guó)動(dòng)力電池的重要后備路線之一，如果鋰電池被卡脖子，或是鈉電池取得技術(shù)性突破，中國(guó)將能更快切入新賽道。”
不過，與鋰電池的成熟產(chǎn)業(yè)鏈不同，鈉電池仍處于起步期，產(chǎn)業(yè)鏈還不完善，目前很多鈉電池企業(yè)不得不自建配套供應(yīng)鏈，以滿足未來的產(chǎn)能投產(chǎn)需求，如傳藝科技，為滿足一期2GWh鈉電池項(xiàng)目需求，其自建配套正極、負(fù)極、電解液產(chǎn)線；寧德時(shí)代也在進(jìn)行自己的產(chǎn)業(yè)鏈布局，并呼吁上下游企業(yè)共建產(chǎn)業(yè)鏈，據(jù)了解，寧德時(shí)代鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈預(yù)計(jì)將于2023年基本成型。
10月11日，中科海鈉與華陽股份聯(lián)合打造的全球首條1GWh鈉離子電芯產(chǎn)線正式投運(yùn)，拉開了鈉電池量產(chǎn)序幕，截至目前，全球已有寧德時(shí)代、傳藝科技、Natron Energy、Altris等明確于2023年量產(chǎn)鈉電池，進(jìn)一步刺激了產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加快投產(chǎn)進(jìn)程。
公開資料顯示，鈉電池4大核心主材分別為正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜，此外還需要鋁箔集流體、導(dǎo)電劑、極耳、粘結(jié)劑、溶劑和外殼組件等輔材。
正極材料方面，目前主要有層狀過渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)類化合物、聚陰離子化合物3種技術(shù)路線，層狀過渡金屬氧化物具有合成方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、比容量和電壓平臺(tái)較高的優(yōu)勢(shì)，但循環(huán)穩(wěn)定性差，耐水性不佳；普魯士藍(lán)類化合物雖然比容量高，但循環(huán)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性有待提高；聚陰離子化合物熱穩(wěn)定性、安全性、循環(huán)性雖然不錯(cuò)，可也存在比容量低、導(dǎo)電性不佳等缺點(diǎn)，3種材料各有優(yōu)劣，仍處于持續(xù)優(yōu)化之中。其中，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，層狀過渡金屬氧化物將最先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并在中科海鈉投產(chǎn)項(xiàng)目得到驗(yàn)證。
據(jù)悉，寧德時(shí)代有儲(chǔ)備前兩種正極材料技術(shù)，其中，由于普魯士藍(lán)類化合物方案因循環(huán)壽命不足2000次，傳言目前主攻層狀過渡金屬氧化物路線，布局該路線的企業(yè)還有中科海鈉（銅鐵錳氧化物）、鈉創(chuàng)新能源（鐵酸鈉基氧化物以及磷酸釩鈉）、維科技術(shù)、傳藝科技、容百科技、振華新材、華陽股份、當(dāng)升科技、多氟多等，立方能源、星空鈉電、漢行科技、鵬輝能源、眾鈉能源、山東章鼓、容百科技、格林美、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科、美聯(lián)新材、七彩化學(xué)、傳藝科技、百合花、廣東邦普（寧德時(shí)代子公司）等則在普魯士藍(lán)類化合物或聚陰離子化合物進(jìn)行研發(fā)。
負(fù)極材料有碳基材料、過渡金屬化合物、合金類負(fù)極和有機(jī)化合物等多種路線，碳基材料又分硬碳和軟碳兩種路線。實(shí)踐中，碳基材料逐漸脫穎而出，其中由于鈉離子半徑大于鋰離子半徑，而硬碳無法石墨化且碳層排列規(guī)整度低于軟碳，更利于鈉離子嵌入和脫出，已成為負(fù)極材料首選，當(dāng)然，軟碳因成本更低，也成為部分企業(yè)的選擇，中科海鈉和華陽股份合作項(xiàng)目就是軟碳路線的代表之一（也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，該軟碳方案本質(zhì)上仍是硬碳技術(shù)），而璞泰來、容百科技、中科電氣、翔豐華、寧德時(shí)代為硬碳路線代表，貝特瑞、美錦能源則是硬碳、軟碳雙線布局，傳藝科技、鈉創(chuàng)新能源也能自產(chǎn)負(fù)極材料。
中國(guó)鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)盤點(diǎn)（來源：根據(jù)公開信息整理）
鈉電池電解液由溶質(zhì)、溶劑和添加劑構(gòu)成，其中溶質(zhì)是核心，目前主要采用六氟磷酸鈉，根據(jù)公開信息，多氟多已具備千噸級(jí)產(chǎn)能，鈉創(chuàng)新能源則是該領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，中欣氟材、瑞泰新材、天際股份、傳藝科技、新宙邦、石大勝華、天賜材料、永太科技等企業(yè)也有布局。
另一大主材為隔膜，鈉電池可與鋰電池共用，布局企業(yè)主要有恩杰股份、星源材質(zhì)、中材科技、山東章鼓、璞泰來等。不過集流體有很大不同，鈉電池采用的是鋁箔而非銅箔，主要企業(yè)有鼎盛新材、華北鋁業(yè)、永杰鋁業(yè)、南山鋁業(yè)、萬順新材、天山鋁業(yè)、云南鋁業(yè)等。其他輔材或技術(shù)門檻相對(duì)低，或與鋰電池配套材料相差不大，在此不再一一贅述。
