在碳酸锂价格一飞冲天的背景下,钠离子电池的尽早商业化无疑成了储能产业重回低成本发展道路的新希望。
钠离子电池,并非横空出世
2021年7月,锂电龙头宁德时代的一场发布会将默默无闻钠离子电池技术从幕后推向了台前。根据宁德时代的规划,2023年将构建起钠离子电池产业链并实现产业化。日渐火爆的储能概念、巨头的加持、触手可及的产业化时间表,让钠离子电池瞬间成为备受储能圈和投资界追捧的那颗最闪亮的星。
事实上,对钠离子电池的基础科学研究已开展多年。
1979 年法国科学家Armand提出了“摇椅式电池”的概念,开启了锂离子和钠离子电池的研究。此后,钠离子电池的研究一直停滞不前。直到 2000 年,硬碳负极材料的发现才使得钠离子电池迎来了转折。
国内第一家专注于钠离子电池开发的公司——中科海钠也早在2017年就已成立,依托中科院物理所多年的技术积累,开始探索钠电池的产业化之路。
降低对锂资源的依赖,开发低成本高安全新型的电池体系,一直都是推动钠电池探索不竭的原动力。然而较大的离子半径意味着钠电池在能量密度方面存在先天的短板。于是,备用电源、低速电动车、储能以及其他一切正在应用铅酸电池的场景成为了钠电池即将燎原的最佳场景。
寻找下一个明星
新技术孕育新希望。
宁王的布局无疑给钠电池技术路线做了最强有力的背书,也让产业界和投资圈开始加速寻找宁王之外的那颗新星。中科海钠、钠创新能源、星空钠电这些依托于国内一线科研机构的钠电池创业企业也被推到了聚光灯下。
钠电池企业的技术路线和技术来源
目前中科海钠无疑是距离产业化之门最近的一家钠电池初创企业,公开信息显示,中科海钠已经开展了钠电池储能示范应用,并开启了钠电池原材料和电芯产线的建设:
2019年3月
全球首座100kWh钠离子电池储能电站投入运行
2021年6月
全球首套1MWh钠离子电池储能系统在太原投运
2021年12月
三峡能源、三峡资本、安徽省阜阳市人民政府合作建设全球首条钠离子电池产线,规划产能5GWh产能,第一期规模1GWh
2021年12月
与华阳股份发起钠离子电池和正负极材料的生产线建设
作为钠离子电池的领先企业,中科海钠也得到了资本的青睐和追捧。根据储能与电力市场了解,中科海钠的估值已超50亿元,外部投资人包括了山西华阳集团、华为旗下哈勃投资、中科院旗下国科嘉和、海松资本、梧桐树资本等产业和金融界投资机构。
钠电池的产业化之路还有多远?
钠离子电池的发展,既是自我突破的过程,也终将无法避免地与锂电池正面交锋,比拼竞争力、抢夺市场。尽管宁德时代给出了明确的时间表,但钠离子电池的产业化同样需要迈过技术性能、产业链、量产和成本这几道避不开的坎。
技术性能:钠离子电池能量密度的先天不足众所周知,不断优化的努力也从未停歇,将能量密度从160Wh/kg提高到200Wh/kg已经成为宁德时代第二代钠离子电池的研发目标。
对于储能应用,提升循环寿命的重要性也不容忽视。根据已公开的信息,目前中科海钠的钠离子电池循环寿命已经可以达到5000次,但是仍然远低于目前商业化磷酸铁锂电芯8000-10000次的循环寿命。钠离子电池若想成为储能领域的顶梁柱,仍需在技术性能方面不断历练。
产业链:根据各企业公开的信息,钠离子电池的生产基本可以沿用目前已经成熟应用的锂电池生产设备,各环节关键工艺不存在较大差别,可以快速实现产能部署。但在正极、负极、隔膜、电解液、集流体等关键原材料方面,由于涉及全新的钠系材料,因此需要开发新材料并且构建全新的产业链体系。
为此国内一线原材料企业如容百、当升、贝特瑞、天赐、新宙邦等已经纷纷启动针对钠电池正极、负极、电解液等的研发和产业化工作。中科海钠也在针对自身技术路线对材料的需求,开始正负极材料的量产工作。
量产和降本:建产线、产能爬坡、实现稳定量产是任何技术产业化都必须要经历的九九八十一难,对钠离子电池的历练也才刚刚开始。低廉的原材料价格是钠离子电池降本的核心优势,但是宁德时代也表示,在产业链和生产体系尚未健全之前,钠电池的成本相比于锂电池并不具有优势。
有“锂”走遍天下。
在这疯狂的锂价上涨大势之下,产业摇旗“钠”喊的新宠儿将如何成长?
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