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锂電池會被“鈉電池”取代嗎?

锂電池會被“鈉電池”取代嗎?

近期,锂電池上遊材料再次開啟漲價模式,碳酸锂均價從30萬元/噸漲至50萬元/噸,且市場供不應求。在此背景下,與锂離子電池性能相似的鈉離子電池優勢凸顯。

(文丨本報記者 盧奇秀)

量産程序加快

“目前,碳酸锂的價格已創近年新高,有戰略眼光的企業紛紛尋找備選技術路線,而鈉離子電池是首選。”中科海鈉創始人胡勇勝向記者介紹,鈉離子電池原材料資源豐富、分布廣泛、成本低廉,且鈉、锂二者實體化學特性及儲存機制相似,可以沿用現有锂離子電池的材料及電芯生産工序和生産裝備,使鈉電池的快速應用有了可行性。

事實上,鈉離子電池并不是新事物,早在上世紀七十年代,就已經出現在實驗室裡,但多種原因緻使相關研究一度停滞。目前,锂電池上遊原材料缺口不斷擴大,迫使一衆企業投入鈉離子電池的建設研發中。

2021年7月,甯德時代釋出了公司第一代鈉離子電池,讓行業對鈉離子電池技術的關注度急速升溫。甯德時代稱,其鈉離子電芯單體能量密度達160瓦時/千克,常溫下15分鐘可充滿80%的電量,零下20攝氏度的低溫環境,可實作90%以上的放電保持率。随後,欣旺達也公開表示,公司擁有鈉離子電池補鈉方法、鈉離子電池及其制備方法等多項專利。2021年底,三峽集團與中科海鈉、阜陽市人民政府達成合作,共同建設全球首條鈉離子電池規模化量産産線,産能規劃為5吉瓦時,一期項目計劃于今年投産。

健全産業鍊

鈉離子電池技術成熟了嗎?據了解,鈉離子電池與锂電池一樣由正極、負極、電解液和隔膜組成。相較锂離子,鈉離子體積較大,在材料結構穩定性和動力學性能方面要求更為嚴苛,這也是鈉離子電池遲遲難以商用的原因。

在北京化工大學教授徐斌看來,掌握高安全、長壽命、低成本的電極材料是鈉離子電池商用的關鍵。

“2010年以來,鈉離子電池研究迅速升溫,專利的申請數量逐年遞增。目前,全球已有超過20家企業緻力于研發鈉離子電池。”胡勇勝指出,大陸鈉離子電池的研發處于國際領先水準,核心材料體系具有完全獨立自主的知識産權,相關企業正有序推進關鍵材料生産、電芯設計和研制、子產品化內建與管理,推動鈉離子電池商業化。

鈉電池的産業鍊也在不斷健全。上遊材料端,容百科技在鈉離子電池正極材料技術、固态電池正極材料技術等方面均有布局;翔豐華成功開發了高性能硬碳負極材料,目前正在測試中;多氟多已經量産并銷售六氟磷酸鈉。中遊包括甯德時代、欣旺達、鵬輝能源在内的電池供應商,加速鈉離子電池技術攻關。下遊應用方面,鈉離子電池已經在儲能、機械工程、低速電動車等領域成功應用。胡勇勝認為,鈉離子電池行業将在3年内建立起完整的産業鍊。

“補充”而非“替代”

業内普遍認為,鈉離子電池與锂離子電池是“補充”而非“替代”關系。因鈉離子電池能量密度較低,更适合應用在中低速電動車和大規模儲能領域。

此前,工信部明确,锂離子電池、鈉離子電池等新型電池是“推動新能源産業發展的壓艙石”,預計随着産業加大投入、技術走向成熟、産業鍊逐漸完善,高成本效益的鈉離子電池有望成為锂離子電池的重要補充,尤其是在固定式儲能領域具有良好的發展前景。近年來,多項國家政策頻頻鼓勵鈉離子電池發展,為産業發展注入了強心劑。

胡勇勝認為,對電池的要求主要分為更高容量、更快充電速度、更安全和更低成本等次元。在他看來,除了更高容量暫時無法滿足外,其他方面都是鈉離子電池的優勢所在。現階段鈉離子電池産品将主要應用于150瓦時/千克以下應用場景,可在一定程度上緩解由于锂資源短缺引發的儲能電池發展受限問題。

“鈉離子電池的規模化量産沒有明顯瓶頸,在特定市場會憑借自身特色迅速搶占市場。”胡勇勝認為,鈉離子電池的定位是最具經濟性的高安全儲能電池,規模化後将以鉛酸電池的價格,實作锂離子電池的性能。

锂電池會被“鈉電池”取代嗎?

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出品 | 中國能源報(ID:cnenergy)

責編丨闫志強

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