近期,國家發(fā)改委、國家能源局、工業(yè)和信息化部、科技部等國家九部委聯(lián)合發(fā)布《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》,其中提到,研發(fā)儲備鈉離子電池、固態(tài)鋰離子電池等高能量密度儲能技術(shù)。
而早在去年8月,工信部就表示,將在“十四五”相關(guān)規(guī)劃等政策文件中加強布局,從促進前沿技術(shù)攻關(guān)、完善配套政策、開拓市場應(yīng)用等多方面著手,做好頂層設(shè)計,健全產(chǎn)業(yè)政策,統(tǒng)籌引導(dǎo)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
同期,科技部也表示將在“十四五”期間實施“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”重點專項,并將鈉離子電池技術(shù)列為子任務(wù),以進一步推動鈉離子電池的規(guī)模化、低成本化,提升綜合性能。
實際上,之所以對鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化如此重視,主要源于其在資源豐富度、成本等方面的優(yōu)勢。
鈉離子電池與鋰離子電池工作原理類似,主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來實現(xiàn)充放電,可以兼容后者現(xiàn)有部分原材料和生產(chǎn)設(shè)備。
從儲量來看,鋰資源在地殼中儲量僅為0.002%,不到鈉的千分之一,且澳大利亞、智利、阿根廷等國為全球主要產(chǎn)地,國內(nèi)鋰資源產(chǎn)能不足,目前大量依賴進口。
而鈉是地殼中儲量第六豐富的元素,且地理分布均勻,不易出現(xiàn)資源危機,使得鈉離子化合物較容易獲取,且加工成本更低。
從電化學(xué)性能來看,鈉離子電池有相對穩(wěn)定的電化學(xué)性能和安全性,且工作溫區(qū)寬。
從鈉離子化合物適用性來看,在低電壓下,鋁不會和鈉合金化,因此鈉離子電池負極可使用鋁集流體,而不必像鋰電池那樣目前只能使用銅集流體,從而可降低電池的成本和重量。
但是,在實際應(yīng)用中,鈉離子電池存在能量密度較低、循環(huán)壽命較短、供應(yīng)鏈和應(yīng)用場景不完善等問題。為此,一批行業(yè)“探路者”早已踏上征程,一路探索。
電池企業(yè)方面,目前,包括寧德時代、欣旺達、鵬輝能源、派能科技、中科海鈉、力神等電池企業(yè)均對鈉離子電池作出了相關(guān)布局。
2021年7月,寧德時代發(fā)布了其第一代鈉離子電池,其電芯單體能量密度達160Wh/kg,常溫下15分鐘可充80%的電量,-20℃有90%以上的放電保持率。業(yè)內(nèi)對鈉離子電池的關(guān)注度隨即開始升溫。
欣旺達緊隨其后宣布,已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。
而中科海鈉的進展則更快一些。于去年6月發(fā)布全球首個1MWh鈉離子電池儲能系統(tǒng),同年年底攜手三峽集團,與阜陽市達成合作,將共同建設(shè)首條鈉離子電池規(guī)?;慨a(chǎn)產(chǎn)線,產(chǎn)能規(guī)劃為5GWh,一期項目計劃將于今年投產(chǎn)。
據(jù)了解,鵬輝能源已做出鈉離子電池樣品(采用磷酸鹽類鈉正極與硬碳體系負極),正處于中試階段;派能科技開發(fā)的第一代鈉離子電池產(chǎn)品也已完成小試。各家企業(yè)電池試制以及規(guī)?;慨a(chǎn)推進有序。
此外,電池中國獲悉,寧德時代目前已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局,計劃2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。
而站在產(chǎn)業(yè)鏈角度,鈉離子電池商業(yè)化落地也離不開新材料的供應(yīng)。在正負極材料、電解液方面,當(dāng)升科技、多氟多、華陽股份、永太科技、聯(lián)創(chuàng)股份、振華新材等企業(yè)都有所規(guī)劃或布局。
作為國內(nèi)鋰電材料頭部企業(yè)之一,當(dāng)升科技與力神電池攜手,在鈉離子電池及其關(guān)鍵材料等前沿技術(shù)領(lǐng)域加強合作。
從進展來看,氟化工企業(yè)多氟多的六氟磷酸鈉產(chǎn)品已經(jīng)批量發(fā)貨,并在開發(fā)NaFSI產(chǎn)品。
間接持有中科海鈉1.66%股權(quán)的華陽股份,計劃投建千噸級鈉離子電池材料生產(chǎn)線,一期項目已于2022年一季度末建成試產(chǎn),鈉離子pack電池生產(chǎn)線預(yù)計將于三季度末投產(chǎn)。
鋰電負極材料企業(yè)翔豐華,針對鈉離子電池開發(fā)的高性能硬碳負極材料,目前已在相關(guān)客戶測試中。
另外,永太科技表示計劃投資建設(shè)年產(chǎn)250噸鈉離子電池材料項目,振華新材、聯(lián)創(chuàng)股份也布局了鈉離子電池相關(guān)材料、添加劑等的研究……參與企業(yè)仍在擴容。
不僅如此,鈉離子電池相關(guān)項目建設(shè)最近數(shù)月明顯加快。3月,全國最大鈉離子電池規(guī)劃項目——山西新陽清潔能源項目投入試產(chǎn);4月,中建八局等單位與溫州市簽約,計劃打造5條1GWh鈉離子電池儲能生產(chǎn)線產(chǎn)品;5月,上海璞鈉能源鈉離子電池正極材料中試及電芯實驗線項目簽約。
與此同時,這個“賽道”還吸引了資本“入場”。中科海鈉、眾鈉能源分別獲得華為旗下哈勃投資和碧桂園投資;鈉創(chuàng)新能源與中信證券簽署協(xié)議,將共同推進鈉離子電池核心材料及相關(guān)產(chǎn)品的商業(yè)化。
產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)發(fā)力,各方參與者加快入局,佐證了對鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化前景的看好。中金公司分析表示,隨著儲能及乘用車、商用車等電動化的普及,不同應(yīng)用場景對電池的成本、能量密度、快充能力、循環(huán)壽命、安全性等要求各異,已形成“鋰離子”、“鈉離子”、“鈉離子+鋰離子”等多種技術(shù)方案,更好地適用于不同應(yīng)用場景的需求。
就適用場景,中科海鈉創(chuàng)始人胡勇勝認為,鈉離子電池產(chǎn)品將主要應(yīng)用于150Wh/kg以下場景,在儲能電池和低速電動車領(lǐng)域,將成為鋰離子電池的有益補充。
市場規(guī)???,海通證券預(yù)計到2025年全球鈉離子電池需求規(guī)模將達67.4GWh左右,滲透率將達到3.5%。
在一系列政策持續(xù)加碼下,隨著企業(yè)加大投入,技術(shù)不斷升級,產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善,未來鈉離子電池有望成為鋰離子電池的重要補充,并成為電池行業(yè)又一增長極,儲能和低速電動車市場或迎來變革。