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钠离子电池这么火?华为、碧桂园都入局了

国家能源局近期公布了2021年度能源领域首台(套)重大技术装备(项目)名单,共75项技术装备(项目)入围,其中储能领域涉及8项,1兆瓦时钠离子储能电池系统位列其中。

我国八成锂资源依赖进口,当前,锂离子电池难以同时支撑起电动汽车和储能两大产业的发展。寻找替代或备选储能技术,正成为世界各国技术竞争的焦点。钠离子电池具有成本低、安全性能高、工作温区宽等特点,可广泛应用于低速电动车、可再生能源接入和5G通信基站等领域。

从首套到大规模应用,钠离子电池产业化之路要走多久?在锂离子电池价格大幅跳涨的当前,钠离子电池能否快速崛起并取而代之?

综合优势明显

目前,锂电池原材料——碳酸锂的价格已创近年新高,近期虽有回调,但电池级碳酸锂价格仍维持在42万元/吨左右的高位。“企业纷纷寻找备选技术路线,而钠离子电池是首选。”中科海钠创始人胡勇胜向记者表示,发展钠离子电池有望缓解因锂资源短缺及分布不均引发的储能发展受限的问题,具有重要的经济价值和战略意义。

与此同时,政策层面不断释放积极信号。近两年,国家发改委、国家能源局相继发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》《“十四五”能源领域科技创新规划》《“十四五”新型储能发展实施方案》均提到,要研发钠离子电池等新一代高性能储能技术。工信部明确锂离子电池、钠离子电池等新型电池作为推动新能源产业发展的压舱石,是实现碳达峰碳中和目标的关键支撑。

“我国钠离子电池产业的推进力度和速度远远快于其他国家。”在众钠能源首席科学家赵建庆看来,随着电动汽车和储能市场快速发展,市场需求将激增。钠离子电池与锂离子电池相比,除了能量密度外,在成本、充放电倍率、低温性能、安全性方面均不落下风,甚至更具优势。

2021年7月,宁德时代发布了公司第一代钠离子电池,电芯单体能量密度达160瓦时/千克,在零下20摄氏度低温的环境下,仍然有90%以上的放电保持率。同一时间段,中科海钠公司研发的1兆瓦时钠离子储能系统在山西投运。由此,钠离子电池快速进入大众视野。

仍处于产业化早期

钠离子电池将普通锂离子电池中的锂离子换成了钠离子。早在上世纪七十年代,就已经出现在实验室里,但多种原因致使相关研究一度停滞。近年来,随着电池发展难题接连被攻克,钠离子电池成为继锂离子电池之后的又一新兴技术。

今年以来,钠离子电池市场化明显加快。3月底,目前全国最大钠离子电池规划项目——山西新阳清洁能源项目投入试产;4月,温州市与中建八局等单位签署合作,计划打造5条钠离子电池储能生产线产品;5月,上海璞钠能源钠离子电池正极材料中试及电芯实验线项目签约落地。

同时,钠离子电池成为资本市场的“新宠”,吸引了华为、碧桂园等企业跨界布局。日前,钠离子电池企业中科海钠、众钠能源分别获得华为旗下哈勃投资和碧桂园投资;钠创新能源与中信证券签署协议,将共同推进钠离子电池核心材料及相关产品的商业化。

据了解,钠离子与锂离子电池的结构和工作原理较为类似,可以兼容后者现有材料和生产设备。基于此,包括宁德时代、鹏辉能源、欣旺达在内的锂电池企业均进行了产业规划。正负极材料、电解液方面,容百科技、华阳股份、格林美、成都佰思格等企业也在积极布局。

赵建庆表示,当前钠离子电池存在多条技术路线,比如正极材料可分为层状过渡金属氧化物、聚阴离子型材料、普鲁士蓝(白)类化合物等;负极以软碳、硬碳材料应用为主。在他看来,钠离子电池与锂离子电池的产业化发展历程相似,不同路线各有适用场景,现阶段某一技术路线还没有获得压倒性优势,等待应用市场来考验。

事实上,钠离子电池仍处于产业化早期。“公司钠离子电池进行了小批量生产,产业链尚不成熟,上游原材料尚未实现大规模生产,价格太高。”鹏辉能源董秘此前回复投资者提问时表示,钠离子电池发展需要上游材料尽快上规模。

产业链趋于完善

国家发改委副主任林念修此前表示,要加快发展钠离子、无钴、固态电池、燃料电池等新型电池技术,促进电池技术和材料多元化,建设完善动力电池回收利用体系,缓解稀有金属、稀缺金属资源供给矛盾。

被寄予厚望的钠离子电池何时才能大规模应用?成本是亟待突破的首要问题。赵建庆告诉记者,我国钠资源储量丰富,电池原材料价格远低于锂离子电池。现阶段,钠离子电池负极材料——硬碳主要依赖进口。随着各方布局落地,预计硬碳价格今年底到明年初会大幅降低。在他看来,目前,钠离子电池全产业链仅进行了初步匹配,资源整合还有很大的优化空间,可以进一步提升产品性能,降低电池全生命周期成本。

赵建庆进一步表示,钠离子电池规模量产没有明显瓶颈,但产业化发展需要一个过程。当前相关企业正加速扩大产能,预计2023年—2025年钠离子产业链将趋于完善。届时,将凸显钠离子电池成本优势。

德勤财务咨询的合伙人赵静认为,钠离子电池的成本可以比锂离子电池低30%—40%,在未来市场上会有更多的应用,一定程度上可以和锂离子电池形成互补格局。

胡勇胜认为,钠离子电池产品将主要应用于150瓦时/千克以下场景,在储能电池和低速电动车领域,将成为锂离子电池的有益补充。“无论是国家政策和市场引导,还是企业自身技术发展和产业布局,中国都有机会获得钠离子电池产业发展的主导权,引领钠离子电池技术与应用的发展趋势,率先在全球范围内实现钠离子电池的产业化和商业化应用。”

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