導語
(資料圖)
Introduction
2023，鈉離子電池量產元年？
作者丨王小西
責編丨羅 超
編輯丨朱錦斌
鈉離子電池的“量產元年”呼聲，是越來越高。
如果說之前寧德時代的鈉離子電池發布是概念為主，那么，2月23日中科海納和江淮汽車推出的鈉電池A00級試驗車，算是接近量產狀態。而且，據國聯證券、東吳證券、信達證券、伊維經濟研究院、中國電池產業研究院等多家機構分析，2023年將是“鈉電池量產元年”。
這款思皓花仙子車型首次應用蜂窩電池技術的鈉離子電池包，續航里程為252km，電池容量為25kWh，能量密度為140Wh/kg。快充時間為15~20分鐘。而這種短程鈉離子電池，未來成為短程鋰電池的替代品，是可以想見的。
但我要說的是，首先，當鈉離子電池開始走到前臺，手握電解液核心技術和資源的企業，無疑具有強大的話語權。此外，按照目前業內量產和規劃規模，鈉離子產業化還在前期階段，不用太過著急。
畢竟，現在業內的毛病就是吹得太過，就像固態電池顛覆電解液鋰電池的說法一樣，總是“聽見樓梯響”，這是營銷的過度，不是科學的態度。
“虎口拔牙”還不夠
為什么這么說呢？
太技術的東西，咱不講。通俗地說，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，鈉離子電池成本優勢更加明顯，這是“夢想照進現實”。
此外，鈉電池的正負極均采用鋁箔，可進一步降低成本。鈉電池還具有良好的寬溫性、倍率性和安全性，生產環節可與鋰電池相通等優點。
從成本來講，鋰電池的上游，電池級碳酸鋰價格在短短兩年內漲了超過10倍，讓車企直接受不了，所以尋找替代品的意愿非常強烈。而鈉離子電池就顯得較為“接地氣”，碳酸鈉的價格也就近3000元，成本優勢擺在那里。
據浙商證券測算，鈉電池目前材料成本約為0.427元/Wh，其中正極、負極和電解液的成本占比分別為30%、21%和23%，鈉電池產業化后的材料成本將能達到0.25元/Wh，比磷酸鐵鋰電芯低35%左右。
理想總是很美好，但是，就像浙商證券認為的，鈉離子電池技術實用化的痛點在于，“鈉離子質量比鋰離子重，電負性不及鋰，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，循環性能較差。”
假設鋰離子是乒乓球，那么鈉離子就是足球，所以不易擊穿電池隔膜，“電負性”就差，能量密度就較低。除此之外，業內人士指出，“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過程中容量會快速衰減，且鈉離子無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。”
所以，鈉離子電池真正要大規模量產，就像寧德時代董事長曾毓群“亮鈉”時說的，需要行業集體努力來打造完整的供應鏈，還有很多難關需要攻克，就像當初特斯拉的4680鋰電池一樣。
此外，你可能想不到，動力電池里面，不管鋰電池還是即將派上大用場的鈉電池，其基礎都離不開“氟”元素。因為，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上來考慮，這些能源離開氟這個元素是不行的。”多氟多董事長李世江這樣講。這句話背后，是多氟多的六氟磷酸鋰一貨難求，2022年產量為5.5萬噸，位居全球第一，而且產能早已被比亞迪、寧德時代等大客戶用長單鎖定。
而鋰電池使用的六氟磷酸鋰是通過碳酸鋰、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10萬元，六氟磷酸鋰的成本就會增加2.5萬元。當然，鈉離子電池的電解液總體成本更有優勢。
那么，一旦像多氟多這樣能生產六氟磷酸鈉電解液的企業開始做鈉離子電池，至少在原材料和成本方面，是有巨大優勢的。為什么呢？因為電解液在鈉離子電池成本中占到23~26%左右。
不過，目前六氟磷酸鈉的量產，只有先發的多氟多具備1000噸的量產能力。按照興業證券預計，鈉離子電池的配套產業鏈將在2023年初步形成。
這跟鋰電池電解液的規模級別來比，差距不是一點半點。據相關測算，2025年全球電動車規模有望達 2500萬輛，對應電解液總體需求約290萬噸，對應六氟磷酸鋰需求約36萬噸，“鈉”的電解液確實只能算是“涓涓細流”。
此外，2022年，中科海納分別于山西太原及安徽阜陽建成鈉離子電池2000噸正負極材料和GWh電芯生產線。而華陽股份的GWh級別的鈉離子電芯產線，生產線設備安裝調試雖說已經完成，主要生產圓柱鋼殼和方形鋁殼電芯，能量密度約為120Wh／kg到130Wh／kg，但項目達到滿產還需要時間。
雖說產業鏈經過長時間發展，寧德時代、比亞迪、中科海鈉等電池企業，更是摩拳擦掌、磨刀霍霍。不過，鈉離子電池的量產更像是“誓師大會”，鼓舞士氣大于結果。
技術路線差異
鈉離子電池的成名，是2021年5月21日寧德時代披露財報時的“亮鈉”。我在《》里面討論過鈉離子電池的應用場景。
從技術路線看，目前鈉離子電池與鋰離子電池相似，根據使用的不同正級材料，有三種技術路線：
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現快充、循環壽命長，但成本較高；
第二種是普魯士藍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，不過該正極材料中含有鎳和鈷，成本相對較高。相應的，還有隧道型氧化物材料。
負極材料方面，中金公司分析，負極的硬碳材料更有望率先實現產業化突圍，中科海納的創始人胡勇勝就稱，“我們提出利用非常便宜的無煙煤，將無煙煤變成碳材料，最終經過簡單的處理用在電池中作為負極材料，性價比非常高。”
就在2月23日，中科海鈉在官微發文稱，推出圓柱電芯的NaCR32140-ME12，方形電芯的NaCP50160118-ME80和NaCP73174207-ME240三款產品。電池以銅基層狀氧化物正極和煤基無定形碳負極為核心，具有長壽命、寬溫區、高功率等優勢，可實現規模化量產。
實際上，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區間，寧德時代宣稱能做到160Wh/kg，快接近于磷酸鐵鋰電池180Wh/kg的水平。所以，瞄準儲能市場這個萬億級別市場的寧德時代，2021年“亮鈉”，也是為了用鈉離子電池來建立自己強大的“護城河”。
不過，寧德時代官宣的鋰鈉“混搭”、優勢互補的AB電池，目標是擴展到500公里續航的車型范圍，面向65%左右的電動車市場，但這是基于其下一代目標能量密度200Wh／kg的鈉電池，距離真正落地，時間還不確定吧。
從這個角度來看，鈉離子電池要想從鋰電池“虎口拔牙”，確實功力還不夠。而且，如果技術進步或者成本改善的節奏慢于預期，不但影響鈉離子電池的產業化進程，其它儲能技術的突破性進展也會弱化鈉離子電池的相對優勢，甚至失去競爭優勢。
所以，目前各大供應鏈企業積極備戰，但也仰賴龍頭企業的引領，總體而言競爭2023年才剛開始。
比如，去年七彩化學和美聯新材雙方計劃共同投資25億元，建設“年產18萬噸電池級普魯士藍(白)項目”，致力于鈉離子電池正極材料普魯士藍(白)系列產品的研發及產業化。此外，美聯新材的普魯士藍正極材料50噸中試生產線已投產。
而當升科技表示，公司采用特殊微晶結構前驅體以及材料結構調控解決了鈉電池正極材料關鍵技術瓶頸，并推出了新一代鈉電池正極材料。其正極材料新產品SNFM-K3比容量達到了177.2mAh/g，首效倍率達到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”也已經取得進展，將加速量產。此外，瑞泰新材、振華新材、邦普循環、格林美等多家上游材料企業也在加快材料布局。
從行業角度來看，未來鈉離子電池與鋰離子電池是個互補的“Plan B”關系，主要是降低動力電池行業對鋰資源的依賴。鈉離子電池的能量密度低、電壓平臺低、回收價值低等缺點，決定了鈉離子電池更多是在儲能市場發揮作用，乘用車領域還是作用有限。
｜王小西｜
比天空更遼闊的……
THE END
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