產(chǎn)業(yè)界對(duì)鈉離子電池充滿(mǎn)期待。
9月30日,華陽(yáng)集團(tuán)與中科海鈉聯(lián)合打造的全球首批量產(chǎn)達(dá)1GWh鈉離子電芯生產(chǎn)線投運(yùn)。
鈉離子被視為繼鋰離子電池以來(lái),最被看好的電化學(xué)儲(chǔ)能路線之一。盡管當(dāng)前鈉電池在儲(chǔ)能的真實(shí)運(yùn)用狀況并沒(méi)有特別明朗,但產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)布局加速、資本界大力追捧。
鈉電受資本追捧 產(chǎn)業(yè)布局加速
包括寧德時(shí)代等在內(nèi)的布局鈉電的企業(yè)不斷釋放出其最新動(dòng)態(tài),產(chǎn)業(yè)界對(duì)此充滿(mǎn)期待。
鈉離子電池被看好主要有三方面的原因,一是鋰礦作為貴金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量有限,再加上疫情、全球政治等因素影響導(dǎo)致的鋰價(jià)猛漲。鈉電作為鋰電的“備胎”逐漸進(jìn)入人們視野。
二是作為新能源體系中最重要的原材料,過(guò)于單一的供應(yīng)會(huì)對(duì)市場(chǎng)及行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)隱患,從近年來(lái)多家國(guó)內(nèi)鋰離子電池廠商和汽車(chē)廠商在海外“搶鋰”就可見(jiàn)一斑,因此不少企業(yè)開(kāi)始提前布局。
三是高速膨脹的儲(chǔ)能需求,而市場(chǎng)上鋰離子電池供不應(yīng)求的情況仍在加劇。行業(yè)人士就曾對(duì)高工儲(chǔ)能表示,如果鋰電池一直供不應(yīng)求,儲(chǔ)能行業(yè)只能另尋“出路”。
在這種背景下,鈉離子電池自然而然迅速脫穎而出,不僅得到了產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)注,更得到資本的青睞。
據(jù)高工儲(chǔ)能不完全統(tǒng)計(jì),自2020年以來(lái),包括寧德時(shí)代、中科海鈉、鵬輝能源 、欣旺達(dá)、巨灣技研、精工電子等38家布局鈉離子的企業(yè)獲得了不同程度的融資。
目前國(guó)內(nèi)布局鈉離子電池總體可以分為兩大類(lèi),一類(lèi)是創(chuàng)業(yè)公司,以中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源、眾鈉能源等為主,另一類(lèi)則是長(zhǎng)期從事鋰離子電池及上游原料生產(chǎn)的老牌供應(yīng)商,以寧德時(shí)代、鵬輝能源、欣旺達(dá)、容百科技等為代表。
在鈉電池的市場(chǎng)動(dòng)態(tài)上,不得不提寧德時(shí)代。其在去年7月發(fā)布了第一代鈉離子電池,并在同年8月取得了包括正極極片、負(fù)極極片、隔離膜及電解液在內(nèi)的鈉離子電池專(zhuān)利。其160Wh/kg 的能量密度號(hào)稱(chēng)當(dāng)前世界最高。
而創(chuàng)業(yè)公司中科海鈉也備受矚目。它是問(wèn)世時(shí)間最早的一批鈉離子電池創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目,成立于2017年2月,經(jīng)過(guò)多輪融資和入股,目前中科海鈉的注冊(cè)資本已經(jīng)增加至3094.995萬(wàn)元人民幣,相關(guān)消息顯示,中科海鈉目前的估值已經(jīng)超過(guò)了50億元。
中科海鈉將自己定位為一個(gè)鈉離子電池的全能供應(yīng)商,在正極、負(fù)極、電解液、電池pack生產(chǎn)等方面都進(jìn)行了布局,一旦產(chǎn)能釋放,將會(huì)是鈉電領(lǐng)域不容忽視的一股力量。
自2016年開(kāi)始創(chuàng)業(yè)的眾鈉能源,圍繞聚陰離子技術(shù)路線,進(jìn)行鈉電正負(fù)極材料和電化學(xué)體系研發(fā),尤其是近兩年來(lái),團(tuán)隊(duì)采用了自主開(kāi)發(fā)的鈉電電極界面控制技術(shù)以及獨(dú)特的電解液融合技術(shù),已在實(shí)驗(yàn)室向能量密度≥160Wh/kg、循環(huán)性能≥13000圈的性能指標(biāo)發(fā)起沖擊。其已在鎮(zhèn)江新區(qū)謀劃落地首條硫酸鐵鈉萬(wàn)噸級(jí)正極材料量產(chǎn)基地,并計(jì)劃于2023年年內(nèi)建成與之配套的2GWh電芯產(chǎn)線。
而2018年成立的鈉創(chuàng)新能源,主要業(yè)務(wù)則集中在鈉離子電池的正極材料及電解液的研發(fā)生產(chǎn)方面,并計(jì)劃在今年實(shí)現(xiàn)3000噸正極材料和5000噸電解液的投產(chǎn),并在未來(lái)的3-5年內(nèi),分期建設(shè)8萬(wàn)噸正極材料和配套電解液生產(chǎn)線,這樣“儲(chǔ)備”也讓其備受資本青睞。
鈉電有望與鋰電儲(chǔ)能領(lǐng)域“共舞”
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,鈉電被儲(chǔ)能業(yè)界看好的原因主要來(lái)自鈉電本身和與當(dāng)前儲(chǔ)能政策及標(biāo)準(zhǔn)的適配性。
一方面源于鈉電自身的優(yōu)勢(shì)。相較于鋰電池,鈉電池成本優(yōu)勢(shì)顯著,尤其在鋰價(jià)高位震蕩時(shí),有望加速滲透。此外,鈉離子電池與鋰離子電池工作原理相同,可與鋰電池共用產(chǎn)線。盡管目前電池企業(yè)正忙于為動(dòng)力和儲(chǔ)能領(lǐng)域趕產(chǎn)能,并無(wú)多余產(chǎn)線給鈉電來(lái)發(fā)展。但這也是一個(gè)讓更多企業(yè)不愿在鈉電研究或者儲(chǔ)備方面掉隊(duì)的“理由”。
另一方面則是由于電化學(xué)儲(chǔ)能的市場(chǎng)政策為鈉離子電池的發(fā)展送來(lái)了東風(fēng)。
鈉離子電池的理論成本更低,工作溫度更寬,性能與儲(chǔ)能環(huán)境更為匹配。其能在-20℃下容量保持率大于88%,這意味著相較于鋰離子電池,鈉離子電池能有效解決高寒地區(qū)儲(chǔ)能電站效率低下的問(wèn)題。
而鈉離子電池性能與現(xiàn)行的儲(chǔ)能系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的要求有更高的適配性。通常,大型儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)用于儲(chǔ)能的電池能量密度要求不高,但對(duì)安全性及經(jīng)濟(jì)性要求更高,因此,儲(chǔ)能系統(tǒng)或?qū)⒊蔀殁c電池落地應(yīng)用的重要場(chǎng)景。
此外,由于鈉離子電池本身具有的寬溫區(qū)特性,使得以鈉離子電池為基礎(chǔ)構(gòu)建的儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同緯度地區(qū)的氣候條件,有效提高分布式電源滲透率,提升配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
不過(guò),由于鈉離子電池正極材料的不確定性,目前的試驗(yàn)生產(chǎn)成本非常高。加之鈉離子電池處于發(fā)展初期,設(shè)備工藝不成熟、生產(chǎn)設(shè)備不完善、產(chǎn)業(yè)鏈不完善,成本目前預(yù)計(jì)0.8-0.9元/Wh以上,相比鋰電池尚不具備性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。
另外一個(gè)值得關(guān)注的點(diǎn)是,鋰離子電池已經(jīng)在通過(guò)CTP、CTC技術(shù)取消電池pack來(lái)降低電池成本了,這一技術(shù)同樣可以應(yīng)用在儲(chǔ)能電站中,來(lái)降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)成本。再加上成熟的鋰離子電池成熟的產(chǎn)品體系和性能,以及鈉離子電池還沒(méi)量產(chǎn)的市場(chǎng)狀態(tài),現(xiàn)階段下游客戶(hù)似乎沒(méi)有主動(dòng)選擇鈉離子電池的市場(chǎng)動(dòng)力。
總的來(lái)說(shuō),鈉離子電池量產(chǎn)在即,但應(yīng)用層面,尤其是在儲(chǔ)能行業(yè)的應(yīng)用,仍是一個(gè)需要持續(xù)努力的目標(biāo)。
行業(yè)預(yù)測(cè),鈉電池在量產(chǎn)之后最可能首先被應(yīng)用于兩輪車(chē)等領(lǐng)域替代鉛酸電池。但隨著產(chǎn)業(yè)鏈的完善,規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn),技術(shù)趨于成熟,鈉電進(jìn)入發(fā)展期和成熟期后,有望與鋰電在儲(chǔ)能領(lǐng)域“共舞”。
鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)梳理(部分)
寧德時(shí)代:
主推普魯士白正極,2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈;同時(shí)布局層狀氧化物,雙路線布局鞏固電池龍頭地位。
寧德時(shí)代第一代鈉離子電池實(shí)現(xiàn)電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg(全球最高);常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;在-20°C低溫環(huán)境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上;熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。第二代鈉離子電池預(yù)計(jì)單體能量密度超200Wh/kg。
在正極材料方面,寧德時(shí)代第一代鈉電池采用了克容量較高的錳鐵普魯士白材料(160mAh/g);在負(fù)極材料方面,公司開(kāi)發(fā)了讓鈉離子快速通行,同時(shí)具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料(350mAh/g)。在電解液方面,寧德時(shí)代同時(shí)開(kāi)發(fā)適配正負(fù)極材料的新型獨(dú)特電解液。在系統(tǒng)創(chuàng)新方面,寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方案,彌補(bǔ)了鈉電現(xiàn)階段能量密度短板,同時(shí)發(fā)揮其高功率、低溫性能好的優(yōu)勢(shì)。
寧德時(shí)代鈉離子電池定位高端產(chǎn)品,因此預(yù)計(jì)后續(xù)會(huì)加大布局層狀氧化物體系(鐵錳鎳銅鋅基體系),來(lái)主打動(dòng)力型鈉電產(chǎn)品,其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度更容易,體系比較成熟。公司目前普魯士白與容百科技合作,層狀氧化物與振華新材、容百科技、鈉創(chuàng)新能源等合作,雙路線布局穩(wěn)固電池龍頭地位。
華陽(yáng)股份:
公司持有中科海鈉7.75%股份,為第二大股東, 選取銅錳鐵鈉層狀氧化物和軟碳負(fù)極,共建年產(chǎn)2000噸鈉離子電池正負(fù)極產(chǎn)線,1GWh電芯產(chǎn)線及1GWh Pack產(chǎn)線用于低速電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池及國(guó)家智能電網(wǎng)用儲(chǔ)能電池。Pack產(chǎn)線已通過(guò)可研評(píng)審,預(yù)計(jì)年底竣工,電芯產(chǎn)線預(yù)計(jì)九月份投入生產(chǎn)。同時(shí)共同建設(shè)全球首個(gè)1MWh鈉離子電池光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)。
華陽(yáng)股份同梧樹(shù)資本擬共建產(chǎn)業(yè)基金投資多氟多六氟磷酸鈉電解液公司,在上游原材料、電池、電解液方面達(dá)成強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,共筑新能源產(chǎn)業(yè)鏈,同時(shí)表露意愿投資電解液成膜添加劑(VC/FEC)、成立研究院等合作項(xiàng)目。
鵬輝能源:
眾鈉能源采用自主研發(fā)的磷酸鹽類(lèi)鈉正極與硬碳體系負(fù)極,目前圓柱電池樣品已做出,生產(chǎn)設(shè)備可以與生產(chǎn)圓柱電池的設(shè)備共用,6月進(jìn)行中試,預(yù)計(jì)年底前批量生產(chǎn)。
2021年10月,公司投資1000萬(wàn)元對(duì)成都佰思格增資入股,成都佰思格(國(guó)內(nèi)硬碳僅次于貝特瑞)主營(yíng)產(chǎn)品包括高容量鋰電硬炭、高功率型硬炭、高容量鈉離子硬炭以及低成本鈉離子硬炭等全系列產(chǎn)品,具有超快充、超長(zhǎng)壽命、超高安全及優(yōu)異的低溫特性,保障公司負(fù)極材料供應(yīng)。
傳藝科技:
2022年7月,傳藝科技設(shè)立控股孫公司傳藝鈉電,開(kāi)展鈉離子電池的研發(fā)、生產(chǎn)和 銷(xiāo)售。目前鈉離子電池產(chǎn)品在實(shí)驗(yàn)室和小試層面實(shí)現(xiàn)正極質(zhì)量比容量140mAh/g,負(fù)極質(zhì)量比容量300mAh/g,單體145Wh/kg的能量密度,4000次的循環(huán)壽命,-20℃環(huán)境下大于88%的容量保持率等技術(shù)結(jié)果。
鈉離子電池項(xiàng)目將分為兩期分批投入建設(shè),今年中試線投產(chǎn),2023年一期2GWh預(yù)計(jì)投產(chǎn),二期遠(yuǎn)期計(jì)劃產(chǎn)能8GWh,累計(jì)達(dá)10GWh。
欣旺達(dá):
欣旺達(dá)聯(lián)合南開(kāi)院士工作站共研鈉電,具備獨(dú)家補(bǔ)鈉技術(shù)。
據(jù)悉,欣旺達(dá)與南開(kāi)大學(xué)合作設(shè)立院士工作站共同研究新型鋰 硫、鈉離子、固態(tài)電池等關(guān)鍵材料及技術(shù)。公司擁有鈉離子電池補(bǔ)鈉、鈉離子電池及制備的多項(xiàng)專(zhuān)利,公司鈉離子電池專(zhuān)利工藝多為將金屬鈉或者鈉鹽以液態(tài)形式添加至負(fù)極極片,補(bǔ)鈉后的鈉電池在循環(huán)穩(wěn)定性、倍率性能、和能量密度等方面有部分改善,目前公司暫未量產(chǎn)鈉離子電池。
振華新材:
振華新材憑借在單晶三元領(lǐng)域的深厚經(jīng)驗(yàn),聯(lián)合湖南立方新能源共同開(kāi)發(fā)高性能層狀氧化物正極材料,在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品中處于前列,預(yù)計(jì)相關(guān)鈉電產(chǎn)品能量密度135-140Wh/kg,可滿(mǎn)足以滿(mǎn)足兩輪車(chē)及A00級(jí)低速電動(dòng)車(chē)需求。
公司目前鈉電正極產(chǎn)品已進(jìn)入中試階段,已向國(guó)內(nèi)主流鈉電企業(yè)進(jìn)行噸級(jí)送樣,可具備千噸級(jí)層狀氧化物生產(chǎn)能力。相關(guān)鈉電產(chǎn)品主要產(chǎn)業(yè)化瓶頸在于負(fù)極成本高+量產(chǎn)難度大,預(yù)計(jì)202323年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。
容百科技:
公司鈉離子電池正極三種路線均有涉及,主流為錳鐵普魯士白及層狀氧化物兩種路線,其中普魯士白類(lèi)路線可實(shí)現(xiàn)高壓實(shí)密度高倍率性能。目前公司正極前驅(qū)體已具備批量生產(chǎn)能力,公司規(guī)劃普魯士白類(lèi)產(chǎn)能為6000噸/年,層狀氧化物產(chǎn)達(dá)3.6萬(wàn)噸/年(2023年Q2前)。
公司高鎳產(chǎn)線可兼容生產(chǎn)鈉離子正極材料與超高鎳材料等,公司戰(zhàn)略布局重,未來(lái)鈉電占比為10%,走低成本路線切入儲(chǔ)能、二輪車(chē)和小動(dòng)力等市場(chǎng)。
與寧德時(shí)代簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,協(xié)同開(kāi)發(fā)鈉電池配套產(chǎn)品,共推技術(shù)升級(jí)。2022年1月7日公司與寧德時(shí)代簽訂戰(zhàn)略合作暨長(zhǎng)期供貨協(xié)議,方將在電池和材料領(lǐng)域的戰(zhàn)略、市場(chǎng)、供應(yīng)鏈等開(kāi)展全面深度合作,進(jìn)行鈉離子電池配套材料等前沿領(lǐng)域的協(xié)同開(kāi)發(fā),將共同推進(jìn)技術(shù)路線的升級(jí),強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
原標(biāo)題:鈉電距離儲(chǔ)能大規(guī)模運(yùn)用還有多遠(yuǎn)?