在中關村新型電池技術創新聯盟秘書長于清教看來,新能源汽車和新型儲能同步發展的當下,儲能和兩輪電動車有望成為鈉離子電池的主要應用場景,但短期內仍很難撼動鋰離子電池在動力電池的市場地位。

鈉離子電池

7月29日,寧德時代的鈉離子電池發布會如約而至。寧德時代董事長曾毓群表示,“碳中和”催生了萬億瓦時級的電池需求,新的應用場景不斷產生,給了不同技術施展的舞臺,“多元化的技術路線是我們這個產業長期穩定發展的重要保障”。

特性鮮明的鈉離子電池

據寧德時代介紹,其第一代鈉離子電池的電芯單體能量密度已達到160瓦時/公斤,接近目前市場上磷酸鐵鋰電池的能量密度。在低溫性能上,寧德時代的第一代鈉離子電池常溫下充電15分鐘電量可達80%以上,在零下20°C的低溫環境中也擁有90%以上的放電保持率,系統集成效率可達80%以上。同時,鈉離子電池的熱穩定性超過國家強制標準的安全要求。

發布會上,面對“電池的化學體系很難創新,只能在物理結構上改進”的觀點,曾毓群表示,材料與化學體系的基礎研究仍是關鍵,“我們認為電化學的世界就像能量魔方,未知遠遠大于已知”。他進一步表示,鈉離子電池是寧德時代為滿足多元化的電池應用場景做出的諸多努力和探索之一。

寧德時代此次發布的鈉離子電池確有創新之處。

比如,正極材料方面,寧德時代采用了克容量較高的普魯士白材料,對材料體相結構進行電荷重排,解決了循環過程中容量快速衰減的難題。又如寧德時代開發的AB電池系統,使得鈉離子電池與鋰離子電池可按一定比例集成在同一系統中,通過BMS算法均衡控制不同的電池體系。這一方案彌補了現階段鈉離子電池的能量密度短板,也發揮出高功率、低溫性能好的優勢,為拓展應用場景提供了便利性。

得益于這些創新,寧德時代表示,第一代鈉離子電池在高寒地區具有優勢,還可靈活適配儲能領域的應用需求?!叭缤?0年前的鋰離子電池,鈉離子電池將開辟出一條新的商業化電池路線?!睂幍聲r代研究院副院長黃起森表示。另據寧德時代工作人員透露,第一代鈉離子電池已開始與車企和儲能客戶進行商業化合作。

多線并行將成趨勢

事實上,鈉離子電池并非革新技術,早在上世紀70年代就被提出,經過多年研究目前仍處于產業化初期。從金屬特性上看,鈉與鋰同屬堿金屬主族,物理性質相近;工作原理上,鈉離子電池與鋰離子電池相似,依靠金屬離子在正極和負極之間的移動形成電流。不過,由于正極材料不同,鈉離子電池和鋰離子電池雖然構成相同,但在負極材料、電解液等方面有所區別,比如寧德時代的鈉離子電池采用了硬碳材料而非石墨。

中信證券的研報認為,鈉離子的地殼豐度約為2.36%,遠高于鋰離子的0.002%,資源儲備豐富,并可采用海水制備鈉鹽,因此資源分布均勻。在此技術上,鈉離子化合物可獲取性強,因此價格穩定且低廉,約為250元/噸,僅為電池級碳酸鋰價格的五十分之一。目前,電池級碳酸鋰價格已由年初的5萬元/噸漲至8.55萬元/噸,而鈉離子電池BOM(物料清單)成本較鋰電池低30%左右,成本優勢明顯。

全球范圍內儲量豐富的鈉,雖然讓鈉離子電池的成本和供給可控,但能量密度不高,且尚未形成產業鏈體系?!拔覀兊拟c電池已經成熟了,氯化鈉炒不起來,鹽很多?!痹谷涸诮衲甑墓蓶|大會上表示,目前鈉離子電池的供應鏈規模尚小,成本高于鋰離子電池。

基于這樣的考量,寧德時代在啟動產業化布局的同時也發出了組建“朋友圈”的“邀請函”。

“我們歡迎相關的研究機構、上游的材料供應商和下游的電池應用端一起參與,共同加速鈉離子電池產業鏈的完善和發展?!秉S起森介紹,在制造工藝方面,鈉離子電池可兼容鋰離子電池的生產設備和工藝,產線可快速切換形成產能布局。目前,寧德時代將在2023年形成基本產業鏈。

在中關村新型電池技術創新聯盟秘書長于清教看來,新能源汽車和新型儲能同步發展的當下,儲能和兩輪電動車有望成為鈉離子電池的主要應用場景,但短期內仍很難撼動鋰離子電池在動力電池的市場地位。

目前,已有政策鼓勵鈉離子電池應用于新型儲能。國家發展改革委、國家能源局日前發布的《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》就提出,堅持儲能技術多元化,加快鈉離子電池等技術開展規?;囼炇痉?。值得關注的是,已有鈉離子電池產品投入實際運營。全球首套1MWh鈉離子電池儲能系統于6月底在山西太原正式投入運營,采用了中科海鈉的鈉離子電池。

欣旺達在互動平臺上表示,公司擁有鈉離子電池補鈉的方法、鈉離子電池及其制備方法等多項專利。愛瑪科技也在近期的經銷商大會上發布了鈉離子電池,并表示未來將搭載在自己的電動兩輪車上。

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