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Introduction

2023，鈉離子電池量產(chǎn)元年？

作者丨王小西

責(zé)編丨羅 超

編輯丨朱錦斌

鈉離子電池的“量產(chǎn)元年”呼聲，是越來(lái)越高。

如果說(shuō)之前寧德時(shí)代的鈉離子電池發(fā)布是概念為主，那么，2月23日中科海納和江淮汽車推出的鈉電池A00級(jí)試驗(yàn)車，算是接近量產(chǎn)狀態(tài)。而且，據(jù)國(guó)聯(lián)證券、東吳證券、信達(dá)證券、伊維經(jīng)濟(jì)研究院、中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)研究院等多家機(jī)構(gòu)分析，2023年將是“鈉電池量產(chǎn)元年”。

這款思皓花仙子車型首次應(yīng)用蜂窩電池技術(shù)的鈉離子電池包，續(xù)航里程為252km，電池容量為25kWh，能量密度為140Wh/kg?？斐鋾r(shí)間為15~20分鐘。而這種短程鈉離子電池，未來(lái)成為短程鋰電池的替代品，是可以想見(jiàn)的。

但我要說(shuō)的是，首先，當(dāng)鈉離子電池開(kāi)始走到前臺(tái)，手握電解液核心技術(shù)和資源的企業(yè)，無(wú)疑具有強(qiáng)大的話語(yǔ)權(quán)。此外，按照目前業(yè)內(nèi)量產(chǎn)和規(guī)劃規(guī)模，鈉離子產(chǎn)業(yè)化還在前期階段，不用太過(guò)著急。

畢竟，現(xiàn)在業(yè)內(nèi)的毛病就是吹得太過(guò)，就像固態(tài)電池顛覆電解液鋰電池的說(shuō)法一樣，總是“聽(tīng)見(jiàn)樓梯響”，這是營(yíng)銷的過(guò)度，不是科學(xué)的態(tài)度。

“虎口拔牙”還不夠

為什么這么說(shuō)呢？

太技術(shù)的東西，咱不講。通俗地說(shuō)，鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池基本相同，并且，與磷酸鐵鋰電池相比，鈉離子電池成本優(yōu)勢(shì)更加明顯，這是“夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)”。

此外，鈉電池的正負(fù)極均采用鋁箔，可進(jìn)一步降低成本。鈉電池還具有良好的寬溫性、倍率性和安全性，生產(chǎn)環(huán)節(jié)可與鋰電池相通等優(yōu)點(diǎn)。

從成本來(lái)講，鋰電池的上游，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格在短短兩年內(nèi)漲了超過(guò)10倍，讓車企直接受不了，所以尋找替代品的意愿非常強(qiáng)烈。而鈉離子電池就顯得較為“接地氣”，碳酸鈉的價(jià)格也就近3000元，成本優(yōu)勢(shì)擺在那里。

據(jù)浙商證券測(cè)算，鈉電池目前材料成本約為0.427元/Wh，其中正極、負(fù)極和電解液的成本占比分別為30%、21%和23%，鈉電池產(chǎn)業(yè)化后的材料成本將能達(dá)到0.25元/Wh，比磷酸鐵鋰電芯低35%左右。

理想總是很美好，但是，就像浙商證券認(rèn)為的，鈉離子電池技術(shù)實(shí)用化的痛點(diǎn)在于，“鈉離子質(zhì)量比鋰離子重，電負(fù)性不及鋰，因而能量密度不及鋰。鈉離子電池比容量低，能量密度也低。鈉離子體積更大，難以脫嵌，循環(huán)性能較差。”

假設(shè)鋰離子是乒乓球，那么鈉離子就是足球，所以不易擊穿電池隔膜，“電負(fù)性”就差，能量密度就較低。除此之外，業(yè)內(nèi)人士指出，“鈉電池正極材料所需要用的普魯士白和層狀氧化物材料在循環(huán)過(guò)程中容量會(huì)快速衰減，且鈉離子無(wú)法像鋰離子一樣在石墨層間穿梭。這也是鈉電池需要解決的?！?/p>

所以，鈉離子電池真正要大規(guī)模量產(chǎn)，就像寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群“亮鈉”時(shí)說(shuō)的，需要行業(yè)集體努力來(lái)打造完整的供應(yīng)鏈，還有很多難關(guān)需要攻克，就像當(dāng)初特斯拉的4680鋰電池一樣。

此外，你可能想不到，動(dòng)力電池里面，不管鋰電池還是即將派上大用場(chǎng)的鈉電池，其基礎(chǔ)都離不開(kāi)“氟”元素。因?yàn)?，鋰電池的電解液需要六氟磷酸鋰（LiPF6），而鈉離子電池則需要六氟磷酸鈉。

“以氟為基，站在元素周期表的立場(chǎng)上來(lái)考慮，這些能源離開(kāi)氟這個(gè)元素是不行的。”多氟多董事長(zhǎng)李世江這樣講。這句話背后，是多氟多的六氟磷酸鋰一貨難求，2022年產(chǎn)量為5.5萬(wàn)噸，位居全球第一，而且產(chǎn)能早已被比亞迪、寧德時(shí)代等大客戶用長(zhǎng)單鎖定。

而鋰電池使用的六氟磷酸鋰是通過(guò)碳酸鋰、氫氟酸及五氟化磷合成，每噸六氟磷酸鋰使用0.25噸碳酸鋰，所以，碳酸鋰每漲價(jià)10萬(wàn)元，六氟磷酸鋰的成本就會(huì)增加2.5萬(wàn)元。當(dāng)然，鈉離子電池的電解液總體成本更有優(yōu)勢(shì)。

那么，一旦像多氟多這樣能生產(chǎn)六氟磷酸鈉電解液的企業(yè)開(kāi)始做鈉離子電池，至少在原材料和成本方面，是有巨大優(yōu)勢(shì)的。為什么呢？因?yàn)殡娊庖涸阝c離子電池成本中占到23~26%左右。

不過(guò)，目前六氟磷酸鈉的量產(chǎn)，只有先發(fā)的多氟多具備1000噸的量產(chǎn)能力。按照興業(yè)證券預(yù)計(jì)，鈉離子電池的配套產(chǎn)業(yè)鏈將在2023年初步形成。

這跟鋰電池電解液的規(guī)模級(jí)別來(lái)比，差距不是一點(diǎn)半點(diǎn)。據(jù)相關(guān)測(cè)算，2025年全球電動(dòng)車規(guī)模有望達(dá) 2500萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)電解液總體需求約290萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)六氟磷酸鋰需求約36萬(wàn)噸，“鈉”的電解液確實(shí)只能算是“涓涓細(xì)流”。

此外，2022年，中科海納分別于山西太原及安徽阜陽(yáng)建成鈉離子電池2000噸正負(fù)極材料和GWh電芯生產(chǎn)線。而華陽(yáng)股份的GWh級(jí)別的鈉離子電芯產(chǎn)線，生產(chǎn)線設(shè)備安裝調(diào)試雖說(shuō)已經(jīng)完成，主要生產(chǎn)圓柱鋼殼和方形鋁殼電芯，能量密度約為120Wh／kg到130Wh／kg，但項(xiàng)目達(dá)到滿產(chǎn)還需要時(shí)間。

雖說(shuō)產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展，寧德時(shí)代、比亞迪、中科海鈉等電池企業(yè)，更是摩拳擦掌、磨刀霍霍。不過(guò)，鈉離子電池的量產(chǎn)更像是“誓師大會(huì)”，鼓舞士氣大于結(jié)果。

技術(shù)路線差異

鈉離子電池的成名，是2021年5月21日寧德時(shí)代披露財(cái)報(bào)時(shí)的“亮鈉”。我在《》里面討論過(guò)鈉離子電池的應(yīng)用場(chǎng)景。

從技術(shù)路線看，目前鈉離子電池與鋰離子電池相似，根據(jù)使用的不同正級(jí)材料，有三種技術(shù)路線：

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(zhǎng)，但成本較高；

第二種是普魯士藍(lán)類化合物體系正極材料，目前有部分公司在布局；

第三種是層狀氧化物材料，不過(guò)該正極材料中含有鎳和鈷，成本相對(duì)較高。相應(yīng)的，還有隧道型氧化物材料。

負(fù)極材料方面，中金公司分析，負(fù)極的硬碳材料更有望率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化突圍，中科海納的創(chuàng)始人胡勇勝就稱，“我們提出利用非常便宜的無(wú)煙煤，將無(wú)煙煤變成碳材料，最終經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的處理用在電池中作為負(fù)極材料，性價(jià)比非常高?！?/p>

就在2月23日，中科海鈉在官微發(fā)文稱，推出圓柱電芯的NaCR32140-ME12，方形電芯的NaCP50160118-ME80和NaCP73174207-ME240三款產(chǎn)品。電池以銅基層狀氧化物正極和煤基無(wú)定形碳負(fù)極為核心，具有長(zhǎng)壽命、寬溫區(qū)、高功率等優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。

實(shí)際上，與同容量的鋰離子電池相比，目前鈉離子電池能量密度集中在90~140Wh/kg區(qū)間，寧德時(shí)代宣稱能做到160Wh/kg，快接近于磷酸鐵鋰電池180Wh/kg的水平。所以，瞄準(zhǔn)儲(chǔ)能市場(chǎng)這個(gè)萬(wàn)億級(jí)別市場(chǎng)的寧德時(shí)代，2021年“亮鈉”，也是為了用鈉離子電池來(lái)建立自己強(qiáng)大的“護(hù)城河”。

不過(guò)，寧德時(shí)代官宣的鋰鈉“混搭”、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的AB電池，目標(biāo)是擴(kuò)展到500公里續(xù)航的車型范圍，面向65%左右的電動(dòng)車市場(chǎng)，但這是基于其下一代目標(biāo)能量密度200Wh／kg的鈉電池，距離真正落地，時(shí)間還不確定吧。

從這個(gè)角度來(lái)看，鈉離子電池要想從鋰電池“虎口拔牙”，確實(shí)功力還不夠。而且，如果技術(shù)進(jìn)步或者成本改善的節(jié)奏慢于預(yù)期，不但影響鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，其它儲(chǔ)能技術(shù)的突破性進(jìn)展也會(huì)弱化鈉離子電池的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，甚至失去競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

所以，目前各大供應(yīng)鏈企業(yè)積極備戰(zhàn)，但也仰賴龍頭企業(yè)的引領(lǐng)，總體而言競(jìng)爭(zhēng)2023年才剛開(kāi)始。

比如，去年七彩化學(xué)和美聯(lián)新材雙方計(jì)劃共同投資25億元，建設(shè)“年產(chǎn)18萬(wàn)噸電池級(jí)普魯士藍(lán)(白)項(xiàng)目”，致力于鈉離子電池正極材料普魯士藍(lán)(白)系列產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。此外，美聯(lián)新材的普魯士藍(lán)正極材料50噸中試生產(chǎn)線已投產(chǎn)。

而當(dāng)升科技表示，公司采用特殊微晶結(jié)構(gòu)前驅(qū)體以及材料結(jié)構(gòu)調(diào)控解決了鈉電池正極材料關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，并推出了新一代鈉電池正極材料。其正極材料新產(chǎn)品SNFM-K3比容量達(dá)到了177.2mAh/g，首效倍率達(dá)到91.3%的突破。

容百科技透露，其鈉離子正極材料也有望在2023年開(kāi)始批量供貨。超威旗下安力能源公司的“鈉鹽電池用高比能量正極材料”也已經(jīng)取得進(jìn)展，將加速量產(chǎn)。此外，瑞泰新材、振華新材、邦普循環(huán)、格林美等多家上游材料企業(yè)也在加快材料布局。

從行業(yè)角度來(lái)看，未來(lái)鈉離子電池與鋰離子電池是個(gè)互補(bǔ)的“Plan B”關(guān)系，主要是降低動(dòng)力電池行業(yè)對(duì)鋰資源的依賴。鈉離子電池的能量密度低、電壓平臺(tái)低、回收價(jià)值低等缺點(diǎn)，決定了鈉離子電池更多是在儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)揮作用，乘用車領(lǐng)域還是作用有限。

｜王小西｜

比天空更遼闊的……

THE END

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