鈉離子電池規模生産的第一年。
文丨潘俊田
編輯丨程曼祺
鈉離子電池開始上車了。釋出鈉離子電池産品 20 個月後，甯德時代在 4 月 16 日宣布，鈉離子電池将首裝奇瑞汽車，電池品牌名為 “ENER-Q”。江淮汽車旗下的思皓和钇為也分别在今年 2 月和 4 月釋出了搭載鈉離子電池的車型，其中思皓的鈉離子電池将由中科海納供應。
從釋出産品到臨近裝車的這 20 個月間，汽車動力電池和整個電動車市場已發生巨大變化。
多位業内人士認為，甯德時代 2021 年 7 月釋出鈉離子電池産品時，不僅是要推新品，也是想平抑高锂價。當時碳酸锂價格約 9 萬元 / 噸，相比 2020 年底上漲行情啟動前的約 4 萬元 / 噸低點已翻倍有餘。
當時甯德時代釋放了一個信号：如锂價再漲，它會加速改用鈉離子電池。
如今碳酸锂報價來到 20 萬元 / 噸，它是在最近 4 個月内從 60 萬元 / 噸的高點下探至此。背後是去年底至今年初，中國電動車市場增速放緩和消費低迷。
鈉離子電池長期仍有平抑锂價、降低電池成本，進一步普及電動車的作用，但碳酸锂的下跌和電動車消費熱情的衰減是一個短期沖擊。盡管如此，從上遊的材料、中遊的電芯生産再到下遊的整車制造，已為鈉離子量産上車投入數年的整個産業鍊不會停下動作。綜合各公司規劃，今年将是鈉離子電池規模量産的第一年：
據《晚點 LatePost》了解，甯德時代已在甯德建成一條鈉離子電池中試線，中試線一般是啟動大規模量産前的驗證。
《晚點 LatePost》曾報道，比亞迪曾計劃在今年将鈉離子電池裝載到 A0 級小型乘用車海鷗上。億緯锂能去年底釋出鈉離子電池，目前正處在送樣、測試階段，産品主要用于儲能電站。蜂巢能源已在去年完成鈉離子電池 A 樣測試。孚能目前也已建成一條鈉離子電池中試線。
鈉離子電池正極材料初創公司啟鈉新能源 CEO 黃強稱，以材料廠的送貨情況推測，今年中國的電芯廠能生産 3-6 GWh 鈉離子電池，可以裝配約 3 萬-5 萬輛車。
從最初被提出到現在離消費者僅一步之遙，鈉離子電池經曆了 50 多年的沉浮。它的命運顯示了一種實驗室技術走向産品原型，再進入大規模量産的種種機緣、波折與動力。
锂價上漲、技術突破，鈉離子電池從遇冷到複蘇
鈉離子電池和锂電池的工作原理十分相似，都是靠金屬離子在電池内移動實作充放電。對二者的研究在 50 多年前幾乎同時起步。
第一個十年裡，兩種電池的産品方案都不夠平衡，要麼就是能量密度太低，即一定體積内的電量太少，要麼就是不夠安全，易燃易爆。直到 1981 年，石墨儲锂機制被發現，這意味着可以用石墨作負極，用锂化合物作正極來構造锂電池。這是一個相對平衡的方案，其能量密度的理論上限超過 300 Wh/kg，且比用金屬锂作負極的方案更安全。鈉離子卻由于體積太大，更難被嵌入石墨以完成充放電，它當時的能量密度僅有锂電池的十分之一。由此，锂離子電池有了更大的商用可能性，鈉離子電池落後了一步。
1991 年，日本索尼公司成功将锂電池用到了錄影機上，锂電池商業化進一步加快，得以在實際生産中持續改進，鈉離子電池路線被擱置。
又近 20 年後的 2008 年左右，鈉離子的命運開始反轉。這一年，碳酸锂價格達到 6 萬元 / 噸，是當時的近十年高點。電動車也開始興起，這将在手機、電腦等消費電子産品外，打開金屬離子電池的更廣闊市場。
在當時的高锂價下，鈉離子電池優點凸顯：鈉的儲量要遠多于锂，且開采成本低，鹽就是一種常見的鈉化合物（氯化鈉），全球海洋中的氯化鈉儲量達 4 億億噸。
減少已有産品成本的訴求，疊加對新市場的期待，鈉離子電池被重新關注。據美國化學領域綜合性期刊《Chemical Reviews》， 2010 年之後，與鈉離子電池相關的研究論文從之前的每年不到 10 篇迅速上升至幾十篇，到 2013 年突破了 130 篇。
經過更多研究，人們發現，可以用硬碳來做鈉離子電池的負極。硬碳和石墨都是碳單質，但分子結構不同，硬碳的空隙更大，這解決了鈉離子難以嵌入石墨負極的問題。鈉離子電池能量密度得以提升。
在正極材料上，鈉離子電池也逐漸發展出幾種主要路線：
普魯士正極，包括普魯士白和普魯士藍，它們都是鈉和鐵氰根組成的化合物；
層狀氧化物正極，由鈉和氧化金屬組成，金屬可為銅、鐵、錳、鎳等；
聚陰離子正極，它是各類金屬磷酸鈉，如磷酸鐵鈉和磷酸釩鈉等。
普魯士和層狀氧化物正極能量密度更高，但循環次數，即使用壽命較低，類似锂電池的三元锂路線；聚陰離子正極能量密度較低，但壽命更長，類似锂電池的磷酸鐵锂路線。
實驗室研發有一定成果後，一批以鈉離子電池商業化為目标的新公司出現：中科院實體研究所研究員胡勇勝 2017 年創立中科海納；上海交通大學馬紫峰教授在 2018 年創辦浙江鈉創；兩家公司都同時研發和生産鈉離子電池正極與電芯。這之後成立的新公司還有鈉離子正極材料廠商啟鈉新能源、珈鈉能源，負極材料廠商佰思格等。
胡勇勝團隊是層狀氧化物正極的提出者。中科海納在 2018 年展示了鈉離子低速電動車，是全球首家釋出鈉離子電池産品的公司，最新估值超 60 億元人民币。
在需求端，鈉離子電池因理論上更低的成本和更長的壽命，有三個主要應用前景：
用于對續航裡程要求較低，但追求低成本的 A00 級或 A0 級小車，替代磷酸鐵锂電池；
用于對成本敏感的儲能電站等儲能場景，替代磷酸鐵锂電池；
用于兩輪電動車，替代錳酸锂類電池或部分鉛酸電池。
不小的市場空間吸引一批锂電池企業入局。汽車動力電池企業中，甯德時代 2020 年成立 21 C 創新實驗室時，研究方向即包含鈉離子電池。欣旺達在 2021 年年報中披露，已建立鈉離子電池研發項目。
中國第五的儲能電芯廠商鵬輝能源近期剛釋出了自己的鈉離子電池；中國最大二輪電動車電池供應商天能集團稱，三年前已開始開發鈉離子電池，目前正在給部分二輪電動車企業送測試樣品。
全球最大動力電池企業甯德時代的動作尤為受關注，對産業鍊其它環節的影響也最大。
2021 年 7 月，甯德時代正式釋出鈉離子電池産品，并宣布其能量密度達到 160 Wh/kg。高于當時的磷酸鐵锂電池，低于三元锂電池。不過近年來磷酸鐵锂電池的能量密度也在提升，去年甯德時代釋出的麒麟電池磷酸鐵锂版，能量密度也達到了 160 Wh/kg。能量密度外，甯德時代的鈉離子電池在充電速度、安全性、低溫性能和系統內建效率上都優于磷酸鐵锂電池。
這場鈉離子電池的釋出會，是甯德時代創始人曾毓群少數幾次親自參與的産品釋出會。另一次是 2022 年初，甯德時代宣布進入換電市場，并釋出換電服務 “EVOGO” 和用于換電的巧克力電池。
甯德時代曾稱下一代鈉離子電池能量密度目标在 200 Wh/kg 以上。不過本周的上海車展中，甯德時代公布的鈉離子電池能量密度名額仍為 160 Wh/kg。
供應鍊加速形成，老玩家延續優勢
兩年前的那場甯德時代釋出會，仿佛一聲發令槍，鈉離子電池所需的各類材料供應鍊開始加速發展。
與锂離子電池類似，鈉離子電池的主材是正極、負極、電解液和隔膜等，其中隔膜與锂電池一樣，正極、負極、電解液則需要專門的材料。
三年前，市場上供應鈉離子正極材料的公司隻有中科海納等少數幾家，且産能少、價格高，一公斤鈉離子電池正極可賣到數萬元人民币，電芯廠隻能做小規模試驗。
到去年，正極材料供應已相對充裕，價格也随生産規模擴大下降。天能集團鈉離子項目推進上司小組産業化總監邬财浩稱，一些鈉離子正極材料廠商願意免費給天能送樣品。另一位從業者稱，行業裡的一家龍頭電芯廠，現在有 19 家鈉離子正極材料商給它送樣，層狀氧化物正極材料尤其充裕。
锂電池材料龍頭公司在這個新市場延續了已有優勢。一位從業者稱，鈉離子電池正極材料不涉及艱深的新技術，原先做過锂電池正極的公司都有能力進入。
近年新增的鈉離子正極産能，主要來自這些锂電池材料公司，如甯波容百、廈門鎢業和格林美等。其中全球最大的锂電池正極三元锂材料商，甯波容百已為甯德時代建成了層狀氧化物産線。格林美今年年初也建成了年産萬噸層狀氧化物材料的産線。
創業公司中，去年 9 月剛成立的啟鈉新能源 CEO 黃強稱，他們計劃今年建成千噸級聚陰離子正極材料産能。
鈉離子電池電解液的供應也比較充足。中國第二大的锂電池電解液原材料生産商多氟多，去年年中披露已能量産六氟磷酸鈉，這是鈉離子電解液的主要材料。天賜材料、新宙邦、石大勝華等锂電電解液廠商也正在開發鈉離子電解液生産工藝。
在中小企業多、市場相對分散的材料環節，上述已能供應鈉離子電池正極和電解液的多家公司是相對有錢、有資源的行業老玩家。如天賜材料的市值接近 850 億元人民币，甯波容百、廈門鎢業、格林美、多氟多的市值均在 300 億-400 億元人民币左右。
目前仍緊俏的是鈉離子負極材料硬碳，這是限制鈉離子電池量産規模的主要瓶頸之一。
硬碳的主要材料是各種生物質原料，如椰子殼、螃蟹殼等。受限于原料特性，硬碳産能不穩定，一緻性也不夠好。“這次的原料是海南椰子殼，下次又成了泰國椰子殼，最後産品性能就會不一樣。” 一位負極從業者解釋。如使用瀝青基 / 樹脂基替代生物質作硬碳材料，則需經過一連串高成本、高污染風險的化工處理。
據了解，目前國内能大規模量産硬碳負極的公司主要是锂電池負極材料公司貝特瑞和 2018 年成立的鈉離子電池負極材料創業企業佰思格。其中貝特瑞是中國第一大的锂電池負極生産商，目前市值超 300 億元人民币。
“不用主動給電池廠送樣，别人都來找你要。産能一噸難求。” 一位接近貝特瑞的人士說。
上車或儲能，下遊應用分化
綜合各材料公司的送貨情況，可推測主要電芯廠的鈉離子電池量産進度。
據了解，甯德時代已建設了一條鈉離子電池中試線。它現在主要押注層狀氧化物路線，這也是進展最快的路線。
甯波容百已與甯德時代達成了幾十噸量級的層狀氧化物送貨協定，這大約能生産幾十 MWh 鈉離子電池。甯德時代的鈉離子正極材料供應商不止容百一家。
聚陰離子路線進展稍慢，據億緯锂能年報，它已完成層狀氧化物鈉離子電池研發，正在開發聚陰離子鈉離子電池。儲能電池供應商鵬輝能源也選擇了聚陰離子路線。
一位能源投資人稱，目前生産聚陰離子材料的供應商的送樣數量普遍在公斤級，這主要是用于手工生産電芯以測試産品性能，進度最快的電芯廠正計劃進入百公斤級材料送樣階段，即量産驗證階段。
普魯士正極則已被大部分國内電芯廠商放棄。它以劇毒的氰化鈉為原材料，碰撞後也易産生有毒物質，循環壽命也較低。據了解，甯德時代曾研發普魯士路線的鈉離子電池，但在去年中止。
各公司的路線選擇，反映了不同的應用意圖。甯德時代選擇的層狀氧化物鈉離子電池，能量密度相對高，更适合乘用車。
聚陰離子路線能量密度更低，但壽命更長，更适合儲能。億緯锂能、鵬輝等公司避開了甯德時代的鋒芒，優先投入儲能市場。
在二輪電動車市場。鈉離子電池的主要投入者是已有的二輪車電芯生産商，如天能集團、超威集團、雅迪電動車旗下的華宇新能源等。
乘用車市場最受關注，但産業化周期最長。在電芯廠具備量産能力後，還要經過車企的檢測、三電系統驗證才能正式裝車。
甯德時代和奇瑞目前都未披露何時會正式釋出、傳遞搭載鈉離子電池的汽車。《晚點 LatePost》曾報道，比亞迪弗迪去年本計劃在今年二季度将鈉離子電池裝到 A0 級新車海鷗上。據了解，現在這一計劃已被推遲。比亞迪回應稱資訊不實。
儲能和二輪車市場中，有少數公司已給出了使用鈉離子電池的具體時間表。雅迪已釋出鈉離子電池電動車極鈉 S9，電池由雅迪旗下的華宇新能源供應，預計今年夏天可正式裝車。三峽能源去年宣布，會在安徽阜陽建設的儲能電站中，使用部分鈉離子電池，計劃今年年中投入使用。
甯德時代等大公司動作不斷，但鈉離子電池的短期前景正受到锂價暴跌的沖擊，它最大的優勢——成本優勢正被消解。
目前碳酸锂報價已跌破 20 萬元 / 噸，上周實際成交價低至 16 萬元 / 噸，還有可能進一步下探。這意味着磷酸鐵锂電池的成本來到約 0.7 元 /Wh。
在 4 月初舉辦的儲能國際峰會中，中科海納、鵬輝能源的銷售人員稱，他們的鈉離子電池售價與磷酸鐵锂電池持平。傳藝科技在投資者互動平台上稱，其鈉離子電池售價預估為 0.6 元 /Wh。
長期看，鈉離子電池已初步形成供應鍊，從材料、電芯到車企和儲能內建商，各環節已從實驗室研發進入投産階段，它不太可能再度經曆 50 年前的遇冷，而将在實際使用中被不斷優化。
不管是上車還是儲能，行業現在都在想辦法發揮鈉離子電池的優勢。在 A0 級、A00 級小車上，甯德時代給出了 A、B 電池混裝方案，即在一個電池包中搭配使用锂電池和鈉離子電池。锂電池保證續航裡程，鈉離子電池受溫度影響更少，可減少冬季的續航衰減。
在儲能市場，鈉離子電池目前的壽命仍不能滿足需求。儲能電站要求電芯的充放電次數在 8000 次以上，而現在鈉離子電池最多隻能做到約 4000 次。儲能內建商由此開發了交替使用磷酸鐵锂電池和鈉離子電池的方案。一位頭部儲能電站內建商研發總監稱，過去天冷時，需要用空調給锂電池加熱，未來可以夏天用锂電池，冬天用鈉離子電池。
鈉離子電池不足以改變電池市場格局，它的結構與锂電池相似，生産過程和部分供應鍊也可複用，這并非一種颠覆産業鍊商業價值的技術。
對鈉離子的角逐更多是強者間的遊戲，參與其中的多家公司本身就在锂電池産行業裡領先。其中已率先宣布鈉離子電池乘用車客戶的甯德時代，和自己掌握電池與整車環節的比亞迪可能是鈉離子電池增長紅利的最大受益者。