知情郎·眼｜科(kē)技那些事儿

2月23日，“第二届全國(guó)钠電(diàn)池研讨会”开幕。现场，思皓新(xīn)能(néng)源与中科(kē)海钠联合打造的行业首台钠离子電(diàn)池“思皓花(huā)仙子”试验車(chē)公开亮相。

思皓新(xīn)能(néng)源表示，其此次与中科(kē)海钠在行业内率先实现钠离子電(diàn)池装車(chē)试验，装車(chē)试验的思皓花(huā)仙子首次应用(yòng)蜂窝電(diàn)池技术的钠离子電(diàn)池包。这一消息再次将钠离子電(diàn)池这一概念引发资本市场关注。

除了中科(kē)海纳外，多(duō)氟多(duō)近期也传出钠電(diàn)池产品已向市场推出，并“上車(chē)”试验，这也令该公司股价22日一度出现7％以上涨幅。宁德时代近日也透露开发出AB電(diàn)池系统解决方案，将钠离子与锂离子電(diàn)池混搭。

在业内看来，赛道玩家陆续公布重大进展，这也意味着钠電(diàn)池商(shāng)业化已现“临门一脚”时机。

钠离子電(diàn)池的发展历程

从披露的學(xué)术资料看，钠离子電(diàn)池并非新(xīn)鲜事物(wù)。钠离子電(diàn)池与锂离子電(diàn)池相似的工作原理(lǐ)，主要是通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现電(diàn)荷转移。

但是相较锂离子，钠离子體(tǐ)积较大，在材料结构稳定性和动力學(xué)性能(néng)方面要求更严苛，这也成為(wèi)钠离子電(diàn)池迟迟难以商(shāng)用(yòng)的瓶颈。

从历史看，钠离子電(diàn)池和锂离子電(diàn)池研究几乎同时进行，其最早的研究方向集中在用(yòng)于储能(néng)领域的钠硫電(diàn)池。

早期被设计开发出来的電(diàn)极材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2電(diàn)化學(xué)性能(néng)不理(lǐ)想，发展非常缓慢。寻找合适的钠离子電(diàn)极材料是钠离子储能(néng)電(diàn)池实现实际应用(yòng)的关键之一。

2010年以来，根据钠离子電(diàn)池特点设计开发了一系列正负极材料，在容量和循环寿命方面有(yǒu)很(hěn)大提升，如作為(wèi)负极的硬碳材料、过渡金属及其合金类化合物(wù)，作為(wèi)正极的聚阴离子类、普鲁士蓝类、氧化物(wù)类材料，特别是层状结构的NaxMO2（M＝ Fe、Mn、Co、V、Ti）及其二元、三元材料展现了很(hěn)好的充放電(diàn)比容量和循环稳定性。

2010年，中科(kē)院开始研究钠离子電(diàn)池。2011 年全球首家钠离子電(diàn)池公司英國(guó) Faradion成立。2017 年，依托中科(kē)院物(wù)理(lǐ)所钠离子電(diàn)池技术的中科(kē)海钠成立，成為(wèi)中國(guó)首家钠离子電(diàn)池公司。当下，其与英國(guó)Faradion、法國(guó)Tiamat同為(wèi)世界领先的钠离子電(diàn)池厂商(shāng)。

為(wèi)什么要重金研究钠离子電(diàn)池

众所周知，锂電(diàn)池贵，从原材料到加工工艺，都贵！但锂電(diàn)池和钠离子電(diàn)池的工作原理(lǐ)近似，产線(xiàn)、工艺都可(kě)以替换，所以钠离子電(diàn)池就有(yǒu)了技术想象空间。

总體(tǐ)而言，钠离子電(diàn)池技术路線(xiàn)有(yǒu)三个天然优势，原材料便宜、拥有(yǒu)不错的性能(néng)特征、量产工艺能(néng)用(yòng)锂電(diàn)池的产線(xiàn)。钠离子電(diàn)池使用(yòng)的電(diàn)极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。

由于钠离子比锂离子更大，所以当对重量和能(néng)量密度要求不高时，钠离子電(diàn)池是一种划算的替代品。据中科(kē)海钠披露，资源储量上，锂元素的地壳丰度仅0．0065％，绝大多(duō)数分(fēn)布在美洲。钠资源地壳丰度高达2．75％，且全球到处都有(yǒu)分(fēn)布。钠资源价格与锂资源价格差距悬殊。

综合各项材料成本测算，相比锂离子電(diàn)池，钠离子電(diàn)池材料成本要降低30－40％。

图片数据来源：中科(kē)海钠官网

事实上，也正是因為(wèi)锂電(diàn)池主要原材料——碳酸锂价格暴涨，才让作為(wèi)备选方案的钠离子電(diàn)池有(yǒu)了当下热度。

2020年12月至今，碳酸锂价格从4．6万元／吨附近一路飙升至54万元／吨附近，區(qū)间涨幅超过11倍。

钠离子未来发展

目前，國(guó)内布局钠离子電(diàn)池业務(wù)的企业大致可(kě)以分(fēn)為(wèi)两大类。一类是以宁德时代、欣旺达和亿纬锂能(néng)等為(wèi)代表的锂電(diàn)巨头企业，另一类则是以中科(kē)海钠、众钠能(néng)源等為(wèi)代表专注于钠离子電(diàn)池领域的企业。

对于锂電(diàn)池一線(xiàn)厂商(shāng)而言，发展钠离子電(diàn)池业務(wù)主要是出于抢占新(xīn)兴市场先机的考量。而钠离子電(diàn)池初创企业则主要背靠國(guó)家研究院、高校科(kē)研团队，业務(wù)方向更加聚焦，且产品进程相较于锂電(diàn)池厂商(shāng)没有(yǒu)明显的落后。

从发展进度来看，目前中科(kē)海钠已经拥有(yǒu)自己的量产線(xiàn)。从实验線(xiàn)到中试線(xiàn)到量产線(xiàn)，就是逐步把電(diàn)芯的性能(néng)指标稳定下来的过程。

钠离子電(diàn)池材料形式多(duō)，还未形成统一的发展趋势，仍处于由國(guó)家推动的阶段，其自身的成本和售价还不足以取得优势，需要靠一定的补贴。但一方面由于钠离子電(diàn)池的后发优势，另外一方面是它可(kě)以兼容整个锂离子電(diàn)池的生产工艺，钠离子電(diàn)池未来商(shāng)业化的进程，一定会比锂离子電(diàn)池要快很(hěn)多(duō)。

知情郎认為(wèi)，虽然在动力電(diàn)池等领域钠電(diàn)池只能(néng)算一个备胎，但备胎的价值永遠(yuǎn)不能(néng)忽略，在华為(wèi)顺风顺水的时候依然坚持每年投入2万研发人员以及4亿美金的研发费用(yòng)给海思，宁德时代作為(wèi)電(diàn)池领域的龙头企业也确实应该有(yǒu)自己的“海思”。换一个角度，在電(diàn)瓶車(chē)、储能(néng)、車(chē)载12V電(diàn)瓶等领域，随着钠電(diàn)池开始规模化，成本降低，将逐步革掉铅酸電(diàn)池的命，而储能(néng)领域的需求又(yòu)是一个不亚于新(xīn)能(néng)源車(chē)的方向，未来钠离子電(diàn)池技术发展的重要性可(kě)能(néng)丝毫不亚于锂离子電(diàn)池。

電(diàn)动汽車(chē)的高速发展，正催熟纳离子電(diàn)池产业，虽然业内不认為(wèi)钠离子電(diàn)池会完全取代锂离子電(diàn)池，但随着汽車(chē)产业的全面電(diàn)动化，不同的出行工具对電(diàn)池性能(néng)的要求不同，知情郎认為(wèi)纳离子電(diàn)池的商(shāng)业化应用(yòng)具有(yǒu)巨大的想像空间。

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