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訂單頻傳 鈉離子電池三大技術路線“競速”
日期:2023-08-29   [復制鏈接]
責任編輯:sy_yanyu 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
2023年被視為鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的關鍵節(jié)點。

近日,眾鈉能源簽訂多筆兩輪車鈉離子電池訂單,除了兩輪車上的應用,眾鈉能源也正在加快電動汽車、儲能等應用領域的產(chǎn)品開發(fā)。其中,戶儲鈉離子電芯計劃于今年四季度上市,目前已獲客戶定點。

同在本月,普利特控股子公司海四達與天宸股份全資子公司天宸能源簽訂合作,雙方約定,本協(xié)議簽署后12個月內(nèi),交付不少于1GWh產(chǎn)品,協(xié)議簽署24個月內(nèi),累計交付不少于5GWh產(chǎn)品。

7月,傳藝科技公告,已進入某全球知名的汽車制造商的供應鏈體系并獲得其子公司的訂單,由傳藝鈉電為其提供應用于乘用車領域的鈉離子電池產(chǎn)品。

近期訂單接連“高歌”,預示著鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進程開始提速。

從技術路線來看,基于正極材料差異化,目前鈉電已經(jīng)發(fā)展為層狀氧化物、聚陰離子化合物、普魯士類化合物三大技術路線。

由于三大技術路線優(yōu)勢、劣勢各異,且市場需求及響應速度不同,產(chǎn)業(yè)化進度也存在差異。

具體來看,層狀氧化物能量密度、倍率性能等在三種技術路線中表現(xiàn)最好,已率先完成了產(chǎn)業(yè)化。布局該路線的電池企業(yè)主要有寧德時代、蜂巢能源、孚能科技、星恒電源、中科海納、海四達、傳藝科技等。

聚陰離子化合物穩(wěn)定性和電化學穩(wěn)定性高,且具備最長的理論循環(huán)壽命,落地兩輪車、低速車、儲能等應用前景廣闊,產(chǎn)業(yè)化速度較快。目前布局該路線的企業(yè)有眾鈉能源、鵬輝能源、鈉創(chuàng)新能源、海四達、億緯鋰能、傳藝科技等。

普魯士類化合物方面,由于制備結晶化及熱失控后產(chǎn)生有毒氣體等原因,目前產(chǎn)業(yè)化進度較慢,入局的企業(yè)有寧德時代、美聯(lián)新材、華鈉新材等。

由于材料本身性能以及應用場景需求不同,電池企業(yè)在技術路線選擇上均傾向于布局兩種產(chǎn)品路線。其中,層狀氧化物是目前鈉電的主流技術路線,而聚陰離子化合物由于具備最長理論循環(huán)壽命,更適配儲能市場,也得到了諸多企業(yè)的加碼。

據(jù)不完全統(tǒng)計,2023年以來,已有超100億資金涌入聚陰離子鈉電池產(chǎn)業(yè)。

行業(yè)認為,未來層狀氧化物主要針對的應用領域是電動兩輪車、電動汽車,聚陰離子未來會在儲能端發(fā)力。

層狀氧化物:

鈉電產(chǎn)業(yè)化道路“清晰”


層狀氧化物是目前鈉電的主流技術路線,在結構上可類比為鋰電中的三元材料,比容量相對較高,可通過摻雜其他元素解決易相變、殘堿高、易吸濕等難點,且其工藝流程與三元材料相似,率先完成產(chǎn)業(yè)化。

2023年以來,多家企業(yè)紛紛官宣鈉電項目,將進一步推動層狀氧化物鈉電應用落地。

輕型車市場,星恒電源發(fā)布第一代鈉電池“超鈉F1”,該電池未來將配套星恒電源兩輪車,性能方面比肩鋰電池,常溫循環(huán)2000次以上,成本比當前鋰電降低約20%。

動力市場,孚能科技于2月收到江鈴集團“EV3鈉電池定點函”,為其提供鈉離子電池包總成服務。此前,孚能科技表示在鈉電方面的技術路線為層狀氧化物+硬碳。

儲能市場,中科海納目前已發(fā)布多款鈉電電芯,包括12Ah圓柱電芯,能量密度為140Wh/kg,循環(huán)壽命為2000-3000次;方形方面則研發(fā)了80Ah、240Ah兩款電芯,可應用于電動乘用車、工商業(yè)儲能、家庭儲能等不同領域。

寧德時代在今年上海車展展示的260Ah鈉離子電池產(chǎn)品,正極材料體系顯示為層狀氧化物,能量密度為160Wh/kg,循環(huán)壽命大于2000次。

層狀氧化物鈉電產(chǎn)業(yè)化道路清晰,更多的企業(yè)紛至沓來,包括英能基、維科技術、海四達、多氟多、立方新能源、昌意鈉電等均在層狀氧化物鈉電方向有所部署。

孚能科技董事長王瑀表示,經(jīng)過詳細測算,即使碳酸鋰價格降至5萬元/噸,鈉電池依然具有成本優(yōu)勢,結合電池機理、電機控制系統(tǒng)等技術創(chuàng)新,鈉電池或成為600km以下電動車的主流解決方案。

聚陰離子鈉電:

長循環(huán)壽命優(yōu)勢,儲能潛力盡顯


聚陰離子化合物具有堅固且開放的三維網(wǎng)絡結構,可類比為鋰電材料中的磷酸鐵鋰,其克容量達80-130 mAh/g,穩(wěn)定性和電化學穩(wěn)定性高,且具備最長的理論循環(huán)壽命。

但由于聚陰離子導電性較差,能量密度較低,其中摻釩路線成本較高、摻鐵路線能量密度表現(xiàn)較差,當前主要作為儲備方案。

聚陰離子技術路線包括磷酸釩鈉、磷酸錳釩鈉、硫酸鐵納等。目前來看,聚陰離子技術路線由于在三種材料中成本最低,在鋰礦價格持續(xù)下行或更具優(yōu)勢。

應用端,該材料由于具備最長理論循環(huán)壽命,更適配儲能市場。2023年以來,多家企業(yè)也紛紛官宣聚陰離子鈉電進展。

5月,聚焦聚陰離子技術路線的眾鈉能源,項目簽約安徽宣城,總投資100億元,建20GWh鈉離子電池電芯及10GWh鈉離子電池系統(tǒng)。

億緯鋰能表示,鈉離子電池研發(fā)項目目前完成氧化物體系技術儲備,聚陰離子大儲能電池在開發(fā)中。

鵬輝能源公告,公司聚陰離子體系的鈉離子電池循環(huán)次數(shù)已達6000次以上,層狀氧化物體系的鈉離子電池已交車廠裝車測試。

多氟多表示,2023年將推出層狀氧化物鈉電第二代產(chǎn)品以及聚陰離子鈉電第一代產(chǎn)品。

筆者指出,聚陰離子路線產(chǎn)業(yè)化加速,主要原因是聚陰離子化合物兼顧低成本以及長循環(huán)等性能,適配于儲能以及工程機械等市場。預計到2023年,中國聚陰離子鈉電池需求量約0.5GWh,到2030年市場需求量有望超120GWh。

普魯士類鈉電:

入局企業(yè)少,競爭格局小


普魯士類化合物是一種典型的立方晶體結構,其所有的金屬離子位于立方體頂角,具有較大的隧道結構,可允許鈉離子自由嵌入和脫嵌,理論倍率性能、循環(huán)性能優(yōu)異,克容量達90-140 mAh/g。

但由于普魯士類化合物量產(chǎn)時結晶水控制較難,當前穩(wěn)定性較差,工藝控制有待進一步成熟,產(chǎn)業(yè)化進度將伴隨研究進度同步提高。

此前,寧德時代推出的第一代鈉電池所使用的材料便是普魯士類化合物,從最新消息看,寧德時代正致力推進鈉離子電池在2023年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,目前正全面推進鈉離子、M3P、凝聚態(tài)、無鉆電池、全固態(tài)、無稀有金屬電池等電池技術布局。

筆者分析,顏料企業(yè)布局普魯士類化合物正極材料具有一定的技術與資源優(yōu)勢,切入速度快,生產(chǎn)成本能夠較好的控制,顏料企業(yè)布局普魯士類化合物正極材料將成趨勢。

高工鋰電注意到,目前美聯(lián)新材與七彩化學對普魯士類化合物的產(chǎn)業(yè)化投入最大。1月,美聯(lián)新材及旗下美彩新材與立方新能源、七彩化學簽訂《戰(zhàn)略合作協(xié)議》,就鈉離子電池正極材料普魯士藍(白)共同展開研發(fā)、實驗,首期合作期限為10年。

3月,美聯(lián)新材、七彩化學、美彩新材簽署投資協(xié)議增資星空鈉電,星空鈉電擬將鈉離子電池的普魯士藍正極材料、硬碳負極材料等17項相關技術及專利權無償轉讓給美彩新材。此前,星空鈉電已完成普魯士藍鈉電池在軟包電池系統(tǒng)中的應用,并建立了鈉電池的中試線。

總的來看,層狀氧化物鈉電產(chǎn)業(yè)化道路較為清晰,入局企業(yè)較多,2023年產(chǎn)能規(guī)劃較大,且已實現(xiàn)配套A00車型的突破,落地應用更為廣闊;聚陰離子化合物鈉電在循環(huán)壽命要求更高的兩輪車、儲能等的市場需求更大;普魯士類化合物產(chǎn)業(yè)化進度較為緩慢。 

原標題:訂單頻傳 鈉離子電池三大技術路線“競速”
 
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來源:高工鋰電
 
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