鈉離子電池的產業化落地被行業視為破“鋰”壟斷的重要路徑。
越來越多的企業開始加入鈉離子電池的賽道。
近來,鈉離子電池產業化又成行業熱點,這背后是行業對“鋰”這一戰略資源緊缺的焦慮。
公開信息顯示,12月9日,碳酸鋰價格為56萬元/噸,相較于11月7日的61.5萬元/噸,鋰價已有回落并出現拐點之勢,但相比2021年12月31日,電池級碳酸鋰現貨均價27.5萬元/噸,漲幅仍超100%。
2022全年,碳酸鋰價格一路飆升。原材料端的價格上漲,不僅給電池廠商帶來了不小的成本壓力,還影響到了汽車廠的生產策略。
瑞浦蘭鈞董事長曹輝博士曾在2022高工鋰電年會上透露,因碳酸鋰造成的電池成本上漲,售價6萬元以下的車正在減產。
化焦慮為行動,短期看來,行業上下游企業除了針對鋰資源完善布局,還同時加快了對鈉離子電池的產業化進程。
長期看來,資源影響著產業的持續發展。地殼的鈉資源豐度約為鋰的1300倍以上,且海水制鈉方法較為成熟。相比之下,全球鋰資源分布不均,國內對鋰資源的進口依賴較高,鈉離子電池的產業化落地被行業視為破“鋰”壟斷的重要路徑。
鈉離子電池起步時間與鋰電相近,在現階段的破“鋰”壟斷踐行之路上,已有鋰電池產業實踐中的大量經驗可借鑒。鈉離子電池正極主要有三種技術路徑,層狀氧化物、聚陰離子化合物、普魯士類化合物。三種技術路徑各有優勢,也面臨著各自的產業化難點。
層狀氧化物正極材料結構與鋰電三元正極結構類似,兩者在研發策略上相近,能量密度高、倍率性能優異,但在空氣中的穩定性較差。
目前,中科海鈉、蜂巢能源等企業主要采用層狀氧化物正極材料。其中,11月29日,中科海鈉阜陽全球首條GWh級鈉離子電池生產線產品下線。行業認為,層狀氧化物這一技術路線將率先實現產業化。
聚陰離子正極材料結構與鋰電磷酸鐵鋰正極結構類似,具有較好的循環性能,但導電率較差,一般采用碳包覆和摻雜手段使能量密度提升,此外,該材料涉及釩、氟毒性元素,存在一定的安全隱患。
普魯士藍類化合物此前為寧德時代目前的主要技術路徑。區別于鋰電池正極材料,該材料的特點為常溫下即可制作合成,結構上的穩定優勢理論上可實現鈉離子在較大的傳輸通道高倍率充放電。但因結晶水難以除去,實際應用中存在比容量低、效率不高、倍率較差和循環不穩定等問題。
鈉離子電池負極材料有硬碳、軟碳兩條路線,目前以硬碳為主。
現階段,鈉離子電池產業化仍處于起步。電池企業已實現量產出貨的仍為極少數,大多企業仍處于NPI(新產品導入)或實驗室階段。
寧德時代
寧德時代鈉離子電池正處于NPI階段,2021年發布的第一代鈉離子電池產品能量密度為160Wh/kg,支持3C充電;第二代的鈉離子電池產品能量密度將達到200Wh/kg。
技術上,寧德時代第一代鈉離子電池產品正極材料采用了克容量較高的普魯士白,并創新性地對材料體相結構進行電荷重排。目前,寧德時代正通過首創的AB電池系統集成技術,實現鈉鋰混搭,提高電池系統的能量密度。
11月29日,寧德時代研究院副院長黃起森在鈉離子電池產業鏈與標準發展論壇上表示,在乘用車應用方面,鈉離子電池普遍可以滿足續航400公里以下的車型需求。結合AB電池系統集成技術,鈉離子電池應用有望擴展到500公里續航車型。這一續航車型面向65%的市場,同時為寧德時代的鈉離子電池產品產業化落地提供了條件。
產能上,寧德時代規劃2023年建成5GWh鈉離子電池產能并量產。
弗迪
此前有消息稱,弗迪鈉離子電池選用層狀氧化物路線,目前循環壽命做到2000次左右,預計2024年能量密度能突破160Wh/kg。2022年12月安排中試,2023年一季度同步進行A樣和B樣的認證,并在2023年二季度上市的比亞迪海鷗率先搭載;儲能方面,預計2024年推出儲能鈉電。后弗迪官方回應,以上皆為“不實消息”。
產能上,據廣西南寧發改委官網消息,廣西東盟弗迪電池規劃5GWh新型電池項目計劃于2024年2月投產。
12月1日,孚能科技通過投資者互動平臺表示,公司鈉離子電池已處于集中送樣階段,產品已滿足A0級車需求,計劃2023年全面進入產業化階段。
在能量密度上,孚能科技的規劃目標是到2030年將鈉離子電池的能量密度從160Wh/kg提升至220Wh/kg。
產能上,孚能科技擬將贛州工廠部分產能轉為鈉電池產能,SPS技術將同步規劃于新產能中。
蜂巢能源
蜂巢能源IPO招股書信息顯示,蜂巢能源正在從事的研發項目中,低成本鈉離子電池項目已完成A樣電芯樣品開發。
該項目通過開發高容量層狀氧化物正極、長壽命聚陰離子正極及硬碳負極材料,以及與之匹配的鈉電池電解液體系,實現160Wh/kg以上高能量密度和6000次以上循環壽命的鈉離子電池技術。
此外,蜂巢能源已持有硬碳負極企業佰思格4.08%的股份。
億緯鋰能
億緯鋰能的鈉離子電池正處于實驗室階段,公司表示研發鈉離子電池已有五年時間,計劃本月中旬發布新一代鈉離子電池。
國軒高科
國軒高科12月2日通過投資互動平臺表示,積極與海內外院校及機構合作進行相關技術的開發和應用,正在進行鈉電池樣品的開發和生產。
欣旺達
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,與南開大學建立院士工作站。
中科海鈉
中科海鈉為國內首家鈉離子電池公司,目前已研制出能量密度高于135Wh/kg的鈉離子電池,在 100%深度放電,循環 1000次后容量保持率為 91%。量產電池主要采用正極Cu 層狀氧化物、負極軟碳和有機電解液體系。
目前,中科海鈉已實現正、負極材料百噸級制備及小批量供貨,鈉離子電芯也具備了 MWh 級的制造能力,并率先完成了在低速電動車和30kW、100kWh 儲能電站的示范作用。
產能上,中科海鈉已于安徽阜陽規劃產能5GWh,11月29日,首條GWh級鈉離子電池生產線產品下線,明年預計出貨1-2GWh。
鈉創新能源
鈉創新能源圓柱型、軟包型鈉離子電池的性能已經達到家用儲能、微型電動車、移動基站應用要求,并先后建成噸級層狀氧化物正極材料濕法合成中試線、年產3000噸正極材料生產線。
值得一提的是,鈉創新能源在鈉離子電池產業鏈布局上較為全面,除正極材料外,已實現電解液自研,其正極材料及電解液已經在多家電池制造企業進行了驗證。
傳藝科技
今年6月,傳藝科技宣布進入鈉離子電池領域,電池能量密度150Wh/kg-160Wh/kg,循環次數不低于4000次。傳藝科技已在今年10月份完成了中試線投產,并將鈉離子電池一期項目從2GWh調整至4.5GWh,預計明年年初正式投產,二期項目規劃產能 8GWh。
此外,傳藝科技表示在鈉離子電池所需正極材料及電解液方面,其也已經具備自研自產能力。
鵬輝能源
鵬輝能源鈉離子電池采用磷酸鹽體系聚陰離子正極、層狀氧化物正極與硬碳負極。目前鵬輝能源鈉電池電芯性能測試循環次數有望達6000次以上預計2023年實現批量量產。
針對鈉離子電池布局,鵬輝能源在2021年10月,投資1000萬元對硬碳企業佰思格增資入股,2022年9月投資設立鈉電正極材料公司河南鵬納。
多氟多
多氟多于11月23日通過投資者互動平臺表示,其鈉離子電池生產研發已取得階段性突破,已有小批量成品下線,正在進行各類評測,公司將加快推進鈉離子電池規模化生產。
產能上,多氟多控股子公司焦作新能源已具備1GWh鈉離子電池產能。
遼寧星空鈉電
遼寧星空鈉電自主研發的鈉離子電池循環1000次后容量保持率94.6%。公司建成世界上首條鈉離子電池生產線已投產。
整體看來,鈉離子電池產業化仍處于起步階段,不少企業在2023年規劃產能量產。工藝上,鈉離子電池與鋰電池生產相近,存在企業將原鋰電池規劃產能轉向鈉離子電池;材料上,鈉離子電池尚未形成完整的材料產業鏈,傳統鈉電選手已率先對鈉離子電池上游材料做提前布局,部分已實現材料自研。
責任編輯: 李穎