新能源汽車與鋰電池市場今年持續(xù)火爆,其中鋰電池原材料價(jià)格更是連續(xù)走高。而在鋰資源供不應(yīng)求的大背景下,早有企業(yè)將目光投向鈉離子電池。
今年7月,寧德時(shí)代發(fā)布了第一代鈉離子電池,其電芯單體能量密度達(dá)到160Wh/kg,為目前全球最高水平。寧德時(shí)代董事長助理孟祥峰則在近期透露,明年寧德時(shí)代將有一條鈉離子電池產(chǎn)線投入生產(chǎn)。
而在政策端,近期,工信部在對(duì)《關(guān)于在我國大力發(fā)展鈉離子電池的提案》的答復(fù)函中表示,鋰離子電池、鈉離子電池等新型電池是推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的"壓艙石",工業(yè)和信息化部將加強(qiáng)布局,推動(dòng)鈉離子電池發(fā)展。
那么目前國內(nèi)鈉離子電池達(dá)到了怎樣的技術(shù)水平?距離商業(yè)化應(yīng)用還需多久?國內(nèi)哪些企業(yè)已跑在了行業(yè)前列?《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者展開調(diào)研。
鈉離子電池的三種技術(shù)路徑
9月28日,由中共無錫市惠山區(qū)委、無錫市惠山區(qū)人民政府主辦,中共無錫惠山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)工作委員會(huì)、無錫惠山經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)、上海臨創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院承辦,上海財(cái)聯(lián)社、現(xiàn)代快報(bào)+·ZAKER新聞協(xié)辦的2021中國無錫(惠山)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新峰會(huì)暨上海臨創(chuàng)產(chǎn)業(yè)研究院蘇南分院開院儀式在惠山經(jīng)開區(qū)舉行,期間,中科物理研究所研究員、北京中科海鈉科技有限責(zé)任公司(下稱“中科海納”)創(chuàng)始人胡勇勝進(jìn)行了圍繞鈉離子電池的主題演講。
胡勇勝表示,鋰離子電池是目前所有二次電池體系中能量密度、功率密度、循環(huán)壽命綜合性能應(yīng)該最好的,且成本在過去十年下降了10倍,所以是當(dāng)前電動(dòng)汽車最佳的選擇。但其未來的風(fēng)險(xiǎn)性在于,鋰資源儲(chǔ)量有限且分布極不均勻(約70%在南美洲)。
有新能源行業(yè)資深人士向《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者表示,我國目前80%鋰資源依賴進(jìn)口,存在“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn),難以同時(shí)支撐新能源汽車和大規(guī)模儲(chǔ)能兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的需求和同時(shí)發(fā)展。
而在成本方面,據(jù)生意社價(jià)格監(jiān)測,直至9月28日,工業(yè)級(jí)碳酸鋰綜合價(jià)格處于15.3-18.7萬元/噸,電池級(jí)碳酸鋰綜合價(jià)格處于16.3-20.5萬元/噸??傮w來看,9月開始碳酸鋰價(jià)格延續(xù)8月末的上行走勢(shì)持續(xù)迅猛上漲,而且上漲幅度更是不斷加大。
隨著資源端瓶頸逐漸顯現(xiàn),以及上游成本端帶來的壓力,因此行業(yè)內(nèi)部加快了對(duì)資源儲(chǔ)備更加豐富、成本更低的電池體系的研究和量產(chǎn)進(jìn)程,鈉作為鋰的替代品的角色出現(xiàn),在電池領(lǐng)域受到關(guān)注。
記者了解到,從技術(shù)路線看,與鋰離子電池相似,目前鈉離子電池有三種技術(shù)路線,其主要技術(shù)路徑根據(jù)使用的不同正級(jí)材料來區(qū)分。第一種是使用聚陰離子型正極材料,該材料具備性能可以實(shí)現(xiàn)快充,循環(huán)壽命長,但成本較高;第二種是普魯士藍(lán)類鈉離子電池正極材料,目前有部分公司在布局;第三種是層狀氧化物材料,不過該正極材料中含有鎳和鈷,成本相對(duì)較高。
尚處于產(chǎn)業(yè)化的前期階段
對(duì)于第三種技術(shù)在路徑中,是否存在一個(gè)鎳和鈷的替代元素,具備相同性能的同時(shí)進(jìn)一步降低成本?對(duì)此,胡勇勝表示,其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)銅具有鎳、鈷的性能,且銅的成本是鎳的一半,是鈷的四分之一,最終研制出銅基鈉離子層狀氧化物正極材料。
而在負(fù)極材料方面,胡勇勝稱,“我們提出利用非常便宜的無煙煤,將無煙煤變成碳材料,最終經(jīng)過簡單的處理用在電池中作為負(fù)極材料,性價(jià)比非常高?!?/p>
2017年,胡勇勝創(chuàng)立了中科海納,據(jù)了解,中科海納開發(fā)出的鈉離子電池能量密度接近145Wh/kg,循環(huán)壽命達(dá)4500次以上。
今年3月,中科海納宣布完成數(shù)億元級(jí)A輪融資,投資方為梧桐樹資本,該輪融資將用于搭建年產(chǎn)能2000噸的鈉離子電池正、負(fù)極材料生產(chǎn)線。
除了中科海納外,目前包括寧德時(shí)代、華陽股份等企業(yè)均在著手對(duì)鈉離子電池進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局。
上述資深人士向記者表示,現(xiàn)在的鈉離子電池產(chǎn)品將主要應(yīng)用于150Wh/kg以下應(yīng)用場景,提供寬溫區(qū),更安全,更高倍率,更低成本的儲(chǔ)能電池,作為鋰離子電池很有益的補(bǔ)充,形成對(duì)鋰離子電池的支撐和保障,在一定程度上緩解由于鋰資源短缺引發(fā)的儲(chǔ)能電池發(fā)展受限問題,同時(shí)逐步替代鉛酸電池。
也需要注意的是,平安證券在近期發(fā)布的研報(bào)中指出,目前鈉離子電池尚處于產(chǎn)業(yè)化的前期階段,短期內(nèi)由于鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化程度較低,鈉離子電池材料成本的優(yōu)勢(shì)并沒有提到充分體現(xiàn)。若技術(shù)進(jìn)步或者成本改善的節(jié)奏慢于預(yù)期,將影響產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,導(dǎo)致其失去競爭優(yōu)勢(shì)。
來源:財(cái)聯(lián)社
作者:吳凡
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