鈉離子電池不香了？
時(shí)間:2023-05-19 10:04來(lái)源:中國(guó)能源報(bào) 作者:盧奇秀
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近年來(lái)，鋰價(jià)暴漲與鋰資源緊張的恐慌，為鈉離子電池快速發(fā)展創(chuàng)造了契機(jī)。但今年以來(lái)，國(guó)內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格一度跌破20萬(wàn)元/噸，市場(chǎng)隨之對(duì)鈉離子電池發(fā)展信心出現(xiàn)動(dòng)搖。
隨著鋰離子電池原材料價(jià)格回歸理性，是否還有必要再發(fā)展鈉離子電池技術(shù)？如何正確看待兩種電池技術(shù)的關(guān)系？鈉離子電池規(guī)模化應(yīng)用還面臨哪些亟待解決的問(wèn)題？
碳酸鋰價(jià)格是鈉電價(jià)值試金石
據(jù)了解，鈉離子電池的研究可以追溯到上個(gè)世紀(jì)80年代，幾乎與鋰離子電池同時(shí)起步，但受限于技術(shù)瓶頸其研究一度陷入停滯。直到2000年，硬碳負(fù)極材料的發(fā)現(xiàn)，才使得鈉離子電池的研發(fā)再次活躍。經(jīng)歷了幾輪諸如鋰離子電池原材料漲價(jià)問(wèn)題，鈉離子電池價(jià)格低廉、無(wú)資源限制等優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，作為鋰離子電池替代技術(shù)路線(xiàn)獲得快速發(fā)展。2021年，電池頭部企業(yè)寧德時(shí)代發(fā)布第一代鈉離子電池，迅速催熱市場(chǎng)對(duì)鈉離子電池的熱情。據(jù)業(yè)內(nèi)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前，從事鈉離子電池研發(fā)布局的企業(yè)超過(guò)100家。
但市場(chǎng)的快速變化超出行業(yè)預(yù)期，今年，鋰電池原材料價(jià)格出現(xiàn)斷崖式下跌。市場(chǎng)擔(dān)憂(yōu)：如果碳酸鋰價(jià)格繼續(xù)下行，鈉離子電池將喪失最大成本優(yōu)勢(shì)。
浙江青鈉董事長(zhǎng)王子煊在日前召開(kāi)的高工鈉電峰會(huì)上算了一筆賬：碳酸鋰價(jià)格為20萬(wàn)元/噸時(shí)，鈉離子電池的邊際成本領(lǐng)先24%左右；碳酸鋰價(jià)格為10萬(wàn)元/噸時(shí)，鈉離子電池的邊際成本領(lǐng)先12%左右；若碳酸鋰價(jià)格回歸到5萬(wàn)元/噸，鈉離子電池僅領(lǐng)先5%的邊際成本。
星恒電源小電芯工程院鈉電項(xiàng)目組長(zhǎng)談亞軍也拿出一組數(shù)據(jù)，以鈉離子電池正極、負(fù)極、電解液價(jià)格分別為3.5萬(wàn)元、2.5萬(wàn)元、1.5萬(wàn)元為基礎(chǔ)，測(cè)算出鈉離子電池和鋰離子電池的成本交叉點(diǎn)是在碳酸鋰價(jià)格為6.5萬(wàn)元/噸時(shí)。他認(rèn)為，當(dāng)碳酸鋰價(jià)格下行時(shí)，鈉離子電池主要成本占比的鎳源也會(huì)相應(yīng)下跌。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，鈉離子電池仍具有成本優(yōu)勢(shì)。
“碳酸鋰60萬(wàn)元/噸的價(jià)格高位不可能長(zhǎng)期持續(xù)，但價(jià)格并不是鈉離子電池的核心競(jìng)爭(zhēng)力。不同化學(xué)體系的電池技術(shù)有著不同特點(diǎn)，鈉離子電池關(guān)鍵要找到其應(yīng)用價(jià)值。”在中科海鈉總經(jīng)理李樹(shù)軍看來(lái)，碳酸鋰價(jià)格某種程度上是鈉離子電池產(chǎn)品價(jià)值的試金石，穿越產(chǎn)業(yè)周期是企業(yè)發(fā)展的必由之路。
尚未完成從“0到1”的突破
事實(shí)上，2023年一直被認(rèn)為是鈉離子電池的發(fā)展元年，不少企業(yè)宣布在這一年開(kāi)啟量產(chǎn)。今年2月，行業(yè)首臺(tái)鈉離子電池試驗(yàn)車(chē)搭載鈉電池裝車(chē)試驗(yàn)；3月，雅迪發(fā)布搭載鈉電池的兩輪車(chē)；4月，寧德時(shí)代宣布，其鈉離子電池落地奇瑞車(chē)型。
不過(guò)，這還談不上真正的應(yīng)用。盡管鈉離子電池可以兼容使用鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備，但產(chǎn)業(yè)尚未形成健全的供應(yīng)鏈。據(jù)悉，當(dāng)前鈉離子電池存在多條技術(shù)路線(xiàn)，比如，正極材料可分為層狀過(guò)渡金屬氧化物、聚陰離子型材料、普魯士藍(lán)（白）類(lèi)化合物等；負(fù)極以軟碳、硬碳材料應(yīng)用為主。目前，鈉離子電池沒(méi)有統(tǒng)一的形態(tài)共識(shí)，影響量產(chǎn)速度。不同技術(shù)路線(xiàn)也使得鈉離子電池的電壓平臺(tái)不同，迫使應(yīng)用企業(yè)選用多型號(hào)逆變器來(lái)適配，研發(fā)更復(fù)雜的BMS電源管理系統(tǒng)。
設(shè)備制造方面，中集海中技術(shù)總經(jīng)理鄧明能坦言，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化痛點(diǎn)很多，從實(shí)驗(yàn)室試產(chǎn)到量產(chǎn)還有較長(zhǎng)一段路要走，其中一大難題便是負(fù)極涂布，尤其是負(fù)極涂布的干燥技術(shù)。鈉離子電池負(fù)極目前多使用硬碳，其結(jié)構(gòu)晶距大、空隙多，涂布干燥非常困難，鋰離子電池負(fù)極遇到的所有問(wèn)題還將在鈉離子電池領(lǐng)域進(jìn)一步放大，如干燥不均等。
李樹(shù)軍認(rèn)為，鈉離子電池應(yīng)用面臨最大問(wèn)題是能量密度低，當(dāng)前鈉離子電芯能量密度為300Wh/kg左右，磷酸鐵鋰電池能量密度在360Wh/kg-380Wh/kg，前者還有較大技術(shù)進(jìn)步空間。在他看來(lái)，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在遠(yuǎn)沒(méi)有完成從“0到1”的突破，達(dá)到百吉瓦時(shí)的規(guī)模還需要3-5年時(shí)間。
需找到合適應(yīng)用空間
海四達(dá)電源研究院院長(zhǎng)蘇金然指出，2022年，電池行業(yè)已進(jìn)入太瓦時(shí)時(shí)代；2025年，市場(chǎng)規(guī)模會(huì)超過(guò)2TWh，到2030年將達(dá)到6TWh以上。在這個(gè)巨大市場(chǎng)容量中，鋰離子電池不可能一統(tǒng)天下，會(huì)有其他技術(shù)路線(xiàn)作為補(bǔ)充。
“鈉離子電池不能僅僅從價(jià)格上競(jìng)爭(zhēng)，要找到長(zhǎng)處、找到適合的領(lǐng)域。”談亞軍指出，鈉離子電池具有長(zhǎng)壽命、寬溫區(qū)、高倍率、高安全、低成本、可與鋰離子電池共線(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，這才是產(chǎn)業(yè)發(fā)展真正原動(dòng)力。鈉離子電池向下可以替代鉛酸電池，向上可作磷酸鐵鋰電池的補(bǔ)充。
易事特董長(zhǎng)何佳同樣認(rèn)為，鈉離子電池和鋰離子電池會(huì)長(zhǎng)期共存，,只是不同階段分工應(yīng)用會(huì)有不同，有些領(lǐng)域必須用鋰、有些可以用鈉。比如，鋰電不間斷電源（UPS）遲遲沒(méi)有大規(guī)模推廣，原因在于大家對(duì)鋰電安全擔(dān)憂(yōu)，銀行、通訊運(yùn)營(yíng)商的電源基本還以鉛酸電池為主。未來(lái)，鈉離子電池有望替代鉛酸電池，應(yīng)用在UPS、數(shù)據(jù)中心、低速電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域。
眾鈉能源首席科學(xué)家趙建慶進(jìn)一步補(bǔ)充，支撐鈉離子電池未來(lái)市場(chǎng)預(yù)期的基礎(chǔ)還是成本。降成本主要有三方面：材料層面，包括正極、負(fù)極、電解液核心在內(nèi)的材料需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行配套；電芯制造上，可以參照鋰離子電池的極限制造，采用創(chuàng)新的制造設(shè)備；量產(chǎn)方面，要通過(guò)規(guī)模化降低成本。
文章標(biāo)簽：
鈉離子電池
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