2月(yuè)23日(rì)，2023年(nián)“電(diàn)动中(zhōng)国”系(xì)列論壇——“第(dì)二(èr)屆全(quán)国鈉電(diàn)池研讨会(huì)”及(jí)“天(tiān)目湖(hú)先(xiān)進(jìn)電(diàn)池産业創新(xīn)論壇暨固态電(diàn)池研讨会(huì)”在(zài)溧陽市(shì)舉行，来(lái)自(zì)全(quán)国各(gè)地(dì)的(de)上(shàng)千(qiān)名(míng)新(xīn)能(néng)源领域專家(jiā)學(xué)者(zhě)、企业家(jiā)、基金(jīn)投資人(rén)濟濟一(yī)堂，共(gòng)同探讨新(xīn)型儲能(néng)技術(shù)的(de)現(xiàn)狀、發(fà)展(zhǎn)趨勢及(jí)産业化(huà)進(jìn)展(zhǎn)。
武漢格瑞斯新(xīn)能(néng)源有限公(gōng)司是(shì)2016年(nián)開(kāi)始(shǐ)進(jìn)行材料相關(guān)研發(fà)設备和(hé)锂電(diàn)池實(shí)验(yàn)設备的(de)開(kāi)發(fà)，經(jīng)过多(duō)年(nián)的(de)積累武漢格瑞斯現(xiàn)已成(chéng)为新(xīn)能(néng)源和(hé)新(xīn)材料基础研究、小試與(yǔ)中(zhōng)試、整體(tǐ)解(jiě)決方(fāng)案(àn)規劃(huà)者(zhě)和(hé)提(tí)供者(zhě)，武漢格瑞斯助力鈉電(diàn)，推动鈉離子電(diàn)池發(fà)展(zhǎn)。
 
最(zuì)近(jìn)，電(diàn)池級碳酸(suān)锂的(de)价格一(yī)路(lù)飞漲。在(zài)一(yī)年(nián)多(duō)的(de)时(shí)間(jiān)里(lǐ)，從4万元(yuán)/吨(dūn)漲到(dào)了接近(jìn)50万元(yuán)/吨(dūn)，翻了十多(duō)倍。在(zài)全(quán)球能(néng)源結構转型的(de)大(dà)背景下，新(xīn)能(néng)源汽車和(hé)儲能(néng)应用(yòng)持(chí)續超预期(qī)發(fà)展(zhǎn)，锂資源的(de)重要(yào)性(xìng)不(bù)言而(ér)喻。
 
 


然而(ér)，锂元(yuán)素的(de)地(dì)殼(ké)豐度僅为0.006%，且(qiě)大(dà)多(duō)數集中(zhōng)在(zài)南(nán)美(měi)洲(zhōu)。另(lìng)外，全(quán)球大(dà)多(duō)數的(de)锂資源豐度太低(dī)，目前(qián)来(lái)看(kàn)沒(méi)有開(kāi)采的(de)經(jīng)濟价值。人(rén)们不(bù)禁擔憂，如(rú)果锂資源用(yòng)完了怎麼(me)辦(bàn)？在(zài)这(zhè)樣(yàng)背景下，鈉離子電(diàn)池走(zǒu)進(jìn)了公(gōng)衆的(de)視野。

鈉與(yǔ)锂處(chù)周期(qī)表(biǎo)同族，有很多(duō)類(lèi)似的(de)性(xìng)質(zhì)，由(yóu)于(yú)鈉的(de)原子質(zhì)量(liàng)和(hé)半徑遠(yuǎn)大(dà)于(yú)锂，故而(ér)鈉離子電(diàn)池的(de)能(néng)量(liàng)密度難以望其(qí)項背。但鈉元(yuán)素的(de)自(zì)然界豐度是(shì)锂的(de)一(yī)千(qiān)多(duō)倍，成(chéng)本(běn)上(shàng)絕对(duì)有優勢。

锂元(yuán)素是(shì)最(zuì)輕(qīng)的(de)金(jīn)屬，锂電(diàn)池可(kě)能(néng)是(shì)理(lǐ)論上(shàng)最(zuì)輕(qīng)便的(de)電(diàn)池，鈉離子電(diàn)池虽完全(quán)不(bù)能(néng)相比，但也(yě)有自(zì)己的(de)用(yòng)途。正(zhèng)如(rú)《孤勇者(zhě)》所(suǒ)说(shuō)，“谁说(shuō)站在(zài)光(guāng)里(lǐ)的(de)才算英雄”，今天(tiān)，我(wǒ)们也(yě)聊聊並(bìng)不(bù)完美(měi)的(de)鈉離子電(diàn)池。

一(yī)、鈉離子電(diàn)池，陪跑50年(nián)終(zhōng)獲重視

通(tòng)过複盤曆史，我(wǒ)们往往可(kě)以發(fà)現(xiàn)，一(yī)个(gè)行业的(de)發(fà)展(zhǎn)，往往是(shì)從“不(bù)計(jì)成(chéng)本(běn)”開(kāi)始(shǐ)，到(dào)“降本(běn)增效”，再到(dào)“斤(jīn)斤(jīn)計(jì)較”。鈉離子電(diàn)池的(de)發(fà)展(zhǎn)也(yě)是(shì)如(rú)此(cǐ)。

上(shàng)世紀70年(nián)代(dài)，鈉離子電(diàn)池（鈉硫電(diàn)池）和(hé)锂電(diàn)池幾(jǐ)乎同时(shí)问世。然而(ér)，在(zài)之(zhī)後(hòu)的(de)50年(nián)时(shí)間(jiān)里(lǐ)，锂電(diàn)池展(zhǎn)現(xiàn)出(chū)了自(zì)身優异(yì)的(de)性(xìng)能(néng)，赢得了絕大(dà)多(duō)數研究者(zhě)和(hé)生(shēng)産企业的(de)青(qīng)睐，得到(dào)了迅速的(de)發(fà)展(zhǎn)。由(yóu)于(yú)锂電(diàn)池过于(yú)成(chéng)功，鈉離子電(diàn)池一(yī)直(zhí)默默陪跑，直(zhí)到(dào)近(jìn)10年(nián)来(lái)，锂電(diàn)池越来(lái)越貴，鈉離子電(diàn)池才重獲重視。

长期(qī)来(lái)看(kàn)，鈉離子電(diàn)池擁有同磷酸(suān)铁(tiě)锂比肩的(de)潛力，疊加其(qí)低(dī)成(chéng)本(běn)優勢，有望在(zài)能(néng)量(liàng)密度要(yào)求不(bù)高(gāo)的(de)低(dī)速電(diàn)动車和(hé)儲能(néng)领域占據(jù)一(yī)席(xí)之(zhī)地(dì)。從成(chéng)本(běn)角(jiǎo)度考量(liàng)，一(yī)方(fāng)面(miàn)，鈉離子電(diàn)池中(zhōng)不(bù)需使用(yòng)昂貴的(de)过渡金(jīn)屬；另(lìng)一(yī)方(fāng)面(miàn)，鈉離子電(diàn)池中(zhōng)正(zhèng)負极(jí)集流體(tǐ)均可(kě)采用(yòng)廉价的(de)鋁(lǚ)箔，替代(dài)了原先(xiān)锂離子 電(diàn)池中(zhōng)較貴的(de)铜(tóng)制負极(jí)集流體(tǐ)；另(lìng)外，鈉離子電(diàn)池電(diàn)解(jiě)質(zhì)中(zhōng)溶質(zhì)用(yòng)量(liàng)可(kě)大(dà)大(dà)減少(shǎo)。根(gēn)據(jù)中(zhōng)科海(hǎi)纳官网(wǎng)，鈉離子電(diàn)池的(de)成(chéng)本(běn)有望比锂電(diàn)池成(chéng)本(běn)降低(dī)30%以上(shàng)。




二(èr)、一(yī)个(gè)去(qù)汽車，一(yī)个(gè)去(qù)儲能(néng)，他(tā)们都有光(guāng)明(míng)的(de)未来(lái)

鈉離子電(diàn)池和(hé)锂電(diàn)池並(bìng)非冤家(jiā)对(duì)头(tóu)，反(fǎn)而(ér)有着非常好的(de)互補關(guān)系(xì)。就(jiù)锂電(diàn)池而(ér)言，除了前(qián)文(wén)提(tí)到(dào)了锂資源不(bù)足的(de)“緊箍咒”以外，還(huán)存在(zài)着很多(duō)在(zài)技術(shù)上(shàng)難以完全(quán)解(jiě)決的(de)问題(tí)：
· 從性(xìng)能(néng)看(kàn)，三(sān)元(yuán)正(zhèng)极(jí)電(diàn)池能(néng)量(liàng)密度高(gāo)，但循环(huán)壽命較差；
· 磷酸(suān)铁(tiě)锂正(zhèng)极(jí)電(diàn)池循环(huán)壽命高(gāo)，但能(néng)量(liàng)密度較低(dī)；
· 錳酸(suān)锂正(zhèng)极(jí)電(diàn)池工作電(diàn)壓高(gāo)，但能(néng)量(liàng)密度和(hé)循环(huán)壽命都較差。
· 锂離子電(diàn)池。特别是(shì)磷酸(suān)铁(tiě)锂電(diàn)池在(zài)低(dī)温(wēn)下易發(fà)生(shēng)嚴重的(de)容量(liàng)衰減，且(qiě)容易在(zài)极(jí)端环(huán)境下失效，需要(yào)一(yī)套(tào)温(wēn)度控制系(xì)統。

而(ér)目前(qián)，現(xiàn)有鈉離子電(diàn)池體(tǐ)系(xì)的(de)能(néng)量(liàng)密度已逼近(jìn)磷酸(suān)铁(tiě)锂，循环(huán)壽命也(yě)在(zài)逐漸提(tí)升(shēng)當中(zhōng)。其(qí)次(cì)，從安(ān)全(quán)性(xìng)看(kàn)，由(yóu)于(yú)鈉離子電(diàn)池的(de)热(rè)失控起(qǐ)始(shǐ)温(wēn)度略高(gāo)于(yú)锂離子電(diàn)池，因此(cǐ)電(diàn)芯层(céng)面(miàn)的(de)安(ān)全(quán)性(xìng)有較大(dà)的(de)提(tí)升(shēng)。


基于(yú)其(qí)性(xìng)能(néng)上(shàng)的(de)差异(yì)，锂離子電(diàn)池和(hé)鈉離子有望形成(chéng)錯位(wèi)竞争。錯位(wèi)为主(zhǔ)，竞争为輔。锂離子電(diàn)池主(zhǔ)要(yào)用(yòng)于(yú)電(diàn)动車、消費3C等对(duì)成(chéng)本(běn)相对(duì)不(bù)太敏感(gǎn)、但对(duì)能(néng)量(liàng)密度非常敏感(gǎn)的(de)领域；鈉離子電(diàn)池有望在(zài)对(duì)能(néng)量(liàng)密度要(yào)求不(bù)高(gāo)、成(chéng)本(běn)敏感(gǎn)性(xìng)較強(qiáng)、对(duì)體(tǐ)積不(bù)太敏感(gǎn)的(de)儲能(néng)、低(dī)速交通(tòng)工具以及(jí)部(bù)分(fēn)低(dī)續航乘用(yòng)車领域實(shí)現(xiàn)替代(dài)和(hé)应用(yòng)，未来(lái)還(huán)存在(zài)着“锂鈉混搭”的(de)可(kě)能(néng)性(xìng)。


 

三(sān)、一(yī)根(gēn)藤(téng)上(shàng)的(de)两(liǎng)个(gè)瓜，産业鍊(liàn)複用(yòng)率高(gāo)

全(quán)球鈉離子電(diàn)池研究的(de)热(rè)潮(cháo)起(qǐ)始(shǐ)于(yú)2010年(nián)，我(wǒ)国的(de)鈉離子電(diàn)池研究和(hé)産业化(huà)處(chù)于(yú)领先(xiān)地(dì)位(wèi)，国內(nèi)鈉離子電(diàn)池企业可(kě)分(fēn)为两(liǎng)類(lèi)：
· 科研院所(suǒ)自(zì)研技術(shù)转化(huà)創建的(de)初創企业，以中(zhōng)科海(hǎi)鈉为代(dài)表(biǎo)；
· 锂離子電(diàn)池成(chéng)熟企业，切(qiè)入鈉離子電(diàn)池赛道(dào)參與(yǔ)竞争，以甯德时(shí)代(dài)（300750）为代(dài)表(biǎo)。

鈉離子電(diàn)池組成(chéng)與(yǔ)锂離子電(diàn)池類(lèi)似，主(zhǔ)要(yào)由(yóu)正(zhèng)极(jí)、負极(jí)、電(diàn)解(jiě)液、隔膜幾(jǐ)大(dà)部(bù)分(fēn)組成(chéng)。虽然鈉離子電(diàn)池的(de)技術(shù)路(lù)徑尚不(bù)完全(quán)統一(yī)，但整體(tǐ)来(lái)看(kàn)，其(qí)産业鍊(liàn)和(hé)锂電(diàn)池的(de)産业鍊(liàn)還(huán)是(shì)大(dà)同小异(yì)。

研究表(biǎo)明(míng)，鈉離子電(diàn)池的(de)産业鍊(liàn)複用(yòng)率达(dá)80%。正(zhèng)負极(jí)材料方(fāng)面(miàn)，层(céng)狀金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)和(hé)聚陰離子化(huà)合物(wù)分(fēn)别與(yǔ)三(sān)元(yuán)電(diàn)池和(hé)磷酸(suān)铁(tiě)锂電(diàn)池同體(tǐ)系(xì)，均有良好産业化(huà)转換基础，而(ér)普魯士藍(lán)類(lèi)似物(wù)較为独特，缺少(shǎo)産业鍊(liàn)的(de)配套(tào)資源。另(lìng)外，鈉離子電(diàn)池在(zài)集流體(tǐ)鋁(lǚ)箔、電(diàn)解(jiě)液、隔膜、電(diàn)池組裝(zhuāng)等産业鍊(liàn)均可(kě)直(zhí)接使用(yòng)現(xiàn)有锂離子電(diàn)池産业鍊(liàn)。總(zǒng)而(ér)言之(zhī)，虽然當前(qián)鈉離子電(diàn)池的(de)産业成(chéng)熟度還(huán)有待提(tí)升(shēng)，但是(shì)鈉離子電(diàn)池一(yī)直(zhí)站在(zài)巨人(rén)的(de)肩膀之(zhī)上(shàng)，已經(jīng)赢在(zài)了起(qǐ)跑線(xiàn)上(shàng)。

四(sì)、純堿鋁(lǚ)箔有望提(tí)前(qián)“录(lù)取(qǔ)”

鈉離子電(diàn)池，當然離不(bù)開(kāi)鈉元(yuán)素，純堿（即碳酸(suān)鈉）可(kě)能(néng)是(shì)其(qí)最(zuì)主(zhǔ)要(yào)的(de)来(lái)源。當前(qián)純堿价格僅3000元(yuán)/吨(dūn)，只(zhī)相當于(yú)碳酸(suān)锂价格的(de)1/150，具有很大(dà)的(de)成(chéng)本(běn)優勢。根(gēn)據(jù)平安(ān)證券的(de)预測，到(dào)2025年(nián)，250GW/h的(de)電(diàn)池市(shì)场(chǎng)空(kōng)間(jiān)对(duì)应大(dà)約14-72万吨(dūn)電(diàn)池級碳酸(suān)鈉新(xīn)增需求（不(bù)同的(de)正(zhèng)极(jí)材料體(tǐ)系(xì)对(duì)純堿的(de)需求不(bù)同），如(rú)果要(yào)是(shì)算上(shàng)電(diàn)解(jiě)液，市(shì)场(chǎng)空(kōng)間(jiān)還(huán)会(huì)更(gèng)大(dà)，有望占到(dào)純堿總(zǒng)需求的(de)3%-5%。

另(lìng)外，目前(qián)锂電(diàn)池的(de)正(zhèng)負极(jí)的(de)集流體(tǐ)分(fēn)别是(shì)鋁(lǚ)箔和(hé)铜(tóng)箔。由(yóu)于(yú)鈉離子不(bù)会(huì)與(yǔ)鋁(lǚ)形成(chéng)合金(jīn)，因此(cǐ)鈉離子電(diàn)池的(de)正(zhèng)負极(jí)的(de)集流體(tǐ)均可(kě)以使用(yòng)成(chéng)本(běn)更(gèng)低(dī)的(de)鋁(lǚ)箔。鈉離子電(diàn)池集流體(tǐ)鋁(lǚ)箔不(bù)同于(yú)一(yī)般鋁(lǚ)箔，技術(shù)壁(bì)壘較高(gāo)，但與(yǔ)锂電(diàn)池基本(běn)相同，性(xìng)能(néng)要(yào)求基本(běn)接近(jìn)。根(gēn)據(jù)平安(ān)證券的(de)预測，到(dào)2025年(nián)，250GW/h的(de)電(diàn)池市(shì)场(chǎng)空(kōng)間(jiān)对(duì)应大(dà)約20万吨(dūn)的(de)電(diàn)池鋁(lǚ)箔，国內(nèi)電(diàn)池鋁(lǚ)箔行业有望實(shí)現(xiàn)大(dà)躍進(jìn)式的(de)發(fà)展(zhǎn)。