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鈉離子電池跨入量產(chǎn)新階段

字體: 放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-09-08  來(lái)源:中國(guó)能源報(bào)  瀏覽次數(shù):997
 
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  圖為寧德時(shí)代在今年4月舉行的上海國(guó)際汽車(chē)展覽會(huì)上展出的鈉離子電池。秦淑文/攝

 

  日前,眾鈉能源與臺(tái)鈴科技簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,計(jì)劃在2年內(nèi)向后者提供不低于200萬(wàn)套聚鈉1號(hào)鈉離子電池包,并在今年三季度開(kāi)啟量產(chǎn)交付。從小批量試用到獲得規(guī)模訂單,鈉離子電池開(kāi)始進(jìn)入實(shí)質(zhì)化落地交付階段。

  鈉離子電池被視為下一階段電池研發(fā)的重要技術(shù)路線(xiàn),隨著規(guī)模量產(chǎn)落地,其產(chǎn)業(yè)發(fā)展能否復(fù)制鋰離子電池的高速發(fā)展路徑?大規(guī)模應(yīng)用還面臨哪些挑戰(zhàn)?

  ■■ 多家企業(yè)

  具備量產(chǎn)供貨能力

  鈉離子電池的研究可以追溯到上世紀(jì)七十年代,幾乎與鋰離子電池同時(shí)起步,但受限于正極材料技術(shù)瓶頸,直到2010年,鈉離子電池才受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注,相關(guān)研究更是迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

  近年來(lái),經(jīng)歷幾輪諸如鋰離子電池原材料漲價(jià)問(wèn)題后,鈉離子電池資源分布廣泛、提煉簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯,作為鋰離子電池替代技術(shù)路線(xiàn),產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速。短短數(shù)年間,產(chǎn)業(yè)鏈超過(guò)上百家企業(yè)開(kāi)啟相關(guān)研發(fā)布局。2021年,動(dòng)力電池頭部企業(yè)寧德時(shí)代發(fā)布第一代鈉離子電池,更是點(diǎn)燃了市場(chǎng)對(duì)鈉離子電池的熱情。

  2023年被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是鈉離子電池的發(fā)展元年。從各企業(yè)公布的信息來(lái)看,今年以來(lái),寧德時(shí)代、中科海鈉、眾鈉能源、傳藝科技、鵬輝能源、孚能科技等企業(yè)密集發(fā)布鈉離子電池產(chǎn)品,并宣稱(chēng)大額訂單在手或具備量產(chǎn)供貨能力。而去年鈉離子電池全行業(yè)產(chǎn)能僅為2吉瓦時(shí),即中科海鈉建成的2吉瓦時(shí)鈉離子電池量產(chǎn)生產(chǎn)線(xiàn)。

  今年產(chǎn)業(yè)鏈也具備一定配套能力。貝特瑞近日在接受相關(guān)機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)表示,公司鈉離子電池正負(fù)極材料已通過(guò)國(guó)內(nèi)部分客戶(hù)認(rèn)證,拿到噸級(jí)以上訂單,具備量產(chǎn)供貨條件。格林美此前也表示,公司已經(jīng)具備萬(wàn)噸級(jí)鈉離子電池前驅(qū)體材料以及鈉離子電池正極材料產(chǎn)能。

  眾鈉能源首席科學(xué)家趙建慶在接受《中國(guó)能源報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)指出,今年鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程基本達(dá)到預(yù)期,具體表現(xiàn)還要看下半年產(chǎn)品落地情況。得益于國(guó)家政策引導(dǎo)和成熟鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的支撐,中國(guó)鈉離子電池在國(guó)際上掌握絕對(duì)先發(fā)優(yōu)勢(shì),無(wú)論是基礎(chǔ)研究、技術(shù)水平,還是規(guī)模化能力、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)速度,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先其他國(guó)家。

  ■■ 成本是產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵

  鈉離子電池要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,成本是關(guān)鍵。鈉離子電池與鋰離子電池工作原理類(lèi)似。相比于鋰離子電池,雖然鈉離子電池能量密度目前處于劣勢(shì),但在功率密度、寬溫和循環(huán)壽命等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),成為市場(chǎng)寄予厚望的“新寵”。

  據(jù)了解,鈉離子電池目前還沒(méi)有明確的技術(shù)路線(xiàn),在一定程度上,影響了規(guī)模化量產(chǎn)進(jìn)程。鈉離子電池正極材料有層狀過(guò)渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)(白)類(lèi)化合物、聚陰離子化合物三種主流技術(shù)路線(xiàn),負(fù)極材料則以硬碳和軟碳為主,不同技術(shù)路線(xiàn)性能和成本差異較大,業(yè)內(nèi)還存在爭(zhēng)議。

  “鈉離子電池材料體系選擇好了,能夠?qū)崿F(xiàn)低成本和高安全。”中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員胡勇勝指出,隨著技術(shù)突破,鈉離子電池能量密度有望超過(guò) 200瓦時(shí)/千克,與磷酸鐵鋰電池能量密度相當(dāng)。針對(duì)成本問(wèn)題,他建議,將鈉離子電池納入消費(fèi)稅免征范圍,進(jìn)一步降低鈉離子電池銷(xiāo)售成本,推動(dòng)行業(yè)規(guī)模化降本及全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

  今年4月,眾鈉能源發(fā)布了基于聚陰離子的硫酸鐵鈉路線(xiàn)首款鈉電產(chǎn)品——聚鈉1號(hào),售價(jià)為599元,折算為0.45元/瓦時(shí)左右。“價(jià)格明顯低于鋰離子電池產(chǎn)品。”趙建慶指出,公司戶(hù)儲(chǔ)電芯將于今年四季度上市,能量密度為125瓦時(shí)/千克,循環(huán)壽命超過(guò)5000次;大儲(chǔ)方形電芯也將于明年四季度上市,循環(huán)壽命超過(guò)8000次,且具備低成本優(yōu)勢(shì)。“規(guī)模化量產(chǎn)后,鈉離子電池成本可以進(jìn)一步降低到0.35元/瓦時(shí)以下。”

  ■■ 有望復(fù)制

  鋰電池高度發(fā)展路徑

  盡管鈉離子電池已經(jīng)開(kāi)啟量產(chǎn)交付,但距離真正規(guī)模化應(yīng)用還有較長(zhǎng)一段路要走。

  趙建慶指出,目前鈉電產(chǎn)業(yè)電池全產(chǎn)業(yè)鏈僅進(jìn)行了初步匹配,產(chǎn)業(yè)鏈成熟還需要負(fù)極材料、電解液和隔膜進(jìn)行適配配套。鈉離子可以兼容現(xiàn)有鋰離子電池材料和生產(chǎn)設(shè)備,但兩者之間仍然存在差異,鈉離子電池技術(shù)瓶頸有待進(jìn)一步突破,要加快行業(yè)基礎(chǔ)研究和工程同步驗(yàn)證。

  中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長(zhǎng)俞振華同樣指出,鈉離子電池生產(chǎn)規(guī)模、綜合成本優(yōu)勢(shì)還有待進(jìn)一步拓展。鈉離子電池在用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心和基站儲(chǔ)能等中小型儲(chǔ)能領(lǐng)域有望率先滲透。

  鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的相關(guān)利好政策不斷加碼。今年1月,工信部等六部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,明確提出加快鈉離子電池技術(shù)突破和規(guī)模化應(yīng)用。廣西、深圳、山西、河南等地陸續(xù)出臺(tái)的能源規(guī)劃文件中,均提及要開(kāi)展鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用示范。

  業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,隨著電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能市場(chǎng)的快速發(fā)展,鈉離子電池有望復(fù)制鋰離子電池的高速發(fā)展路徑,成為未來(lái)10年內(nèi)成長(zhǎng)性最高的新興產(chǎn)業(yè)之一。高工產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè),到2025年,鈉離子電池出貨量將超過(guò)50吉瓦時(shí),到2030年將超過(guò)1000吉瓦時(shí),未來(lái)幾年,鈉離子電池的年復(fù)合增長(zhǎng)率將超過(guò)82.6%。

 
 
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