寧德時(shí)代將公布鈉離子電池的消息引爆業(yè)界 鈉電池會(huì)替代鋰離子電池嗎？

5月21日舉行的寧德時(shí)代年度股東大會(huì)上，董事長(zhǎng)曾毓群透露，公司鈉離子電池已經(jīng)成熟，將于今年7月前后發(fā)布鈉離子電池。電池網(wǎng)了解到，2020年6月，寧德時(shí)代設(shè)立了“21世紀(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室”，該實(shí)驗(yàn)室中短期研究方向也包括了鈉離子電池等下一代電池研發(fā)。

鈉離子電池是什么？公開(kāi)資料顯示，鈉離子電池是一種使用鈉離子作為電荷載體的二次電池，在上世紀(jì)70年代被首次提出，但長(zhǎng)期以來(lái)發(fā)展相對(duì)緩慢。有研究顯示，截至2020年，全球致力于鈉離子電池的研發(fā)的企業(yè)僅有中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源、星空鈉電、超威集團(tuán)、英國(guó)Faradion、法國(guó)Tiamat、美國(guó)NatronEnergy等二十多家。

鈉離子電池有哪些優(yōu)勢(shì)

隨著市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池需求的快速增長(zhǎng)，鋰資源的供應(yīng)變得越來(lái)越緊張，我國(guó)的鋰礦資源雖然豐富，但受制于目前的開(kāi)采條件的限制，90%以上的鋰資源依需要進(jìn)口。因此，尋找鋰離子電池在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域的補(bǔ)充技術(shù)變得越發(fā)重要。

因?yàn)榕c鋰離子電池具有相似工作原理，近年來(lái)鈉離子電池開(kāi)始受到業(yè)界關(guān)注。其具有以下三個(gè)優(yōu)勢(shì)：第一，和鋰元素相比，鈉元素作為儲(chǔ)能材料而言有更好的安全性能；第二，鈉元素在地球上的儲(chǔ)量豐富，地殼中金屬鈉的含量達(dá)到了2.4%；第三，鈉價(jià)格便宜。

在今年1月17日舉辦的“第七屆中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇”上，中國(guó)工程院院士陳立泉表示：“全世界的電能都用鋰離子電池儲(chǔ)存，根本不夠，鈉離子電池是新電池的首選，為什么介紹鈉離子電池呢?因?yàn)殇囯x子電池現(xiàn)在全世界都在做，如果說(shuō)全世界的車都用鋰離子電池來(lái)開(kāi)，全世界的電能都用鋰離子電池儲(chǔ)存，根本不夠，所以我們一定要考慮新的電池，鈉離子電池是首選。鋰的含量是相當(dāng)少的，只有0.0065%，鈉的含量2.75%，應(yīng)該說(shuō)鈉的含量相當(dāng)多。”

機(jī)構(gòu)預(yù)判前景褒貶不一

對(duì)于鈉離子電池未來(lái)的發(fā)展前景，各大機(jī)構(gòu)的預(yù)判也是褒貶不一。

國(guó)泰君安證券表示，我國(guó)鋰資源70％都需要進(jìn)口，鈉離子電池是對(duì)鋰離子電池的支撐和保障。發(fā)展鈉離子電池的主要場(chǎng)景是基站、電動(dòng)自行車等對(duì)能量密度需求不高的領(lǐng)域，未來(lái)有望具備成本低、安全性好等優(yōu)勢(shì)，是三元高鎳技術(shù)路線的很好補(bǔ)充。

華金證券認(rèn)為，鈉離子電池仍處于產(chǎn)業(yè)化初期，產(chǎn)業(yè)化之后有望實(shí)現(xiàn)對(duì)部分低能量密度的動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)和儲(chǔ)能市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)替代。鈉離子電池對(duì)鋰電的正負(fù)極、電解液、銅集流體均形成沖擊，對(duì)隔膜影響較?。?、影響最大的是鋰資源，低能量密度的正極材料實(shí)現(xiàn)無(wú)鋰化，但無(wú)法替代三元鋰，鎳鈷錳的需求仍然存在。2、負(fù)極材料由石墨變成硬碳等其他材料。3、電解液體系新增碳酸丙烯酯（PC）、電解質(zhì)換成了NaClO4、NaPF6等。4、隔膜孔隙率或?qū)⒄{(diào)整，但不影響目前隔膜體系。5、負(fù)極的集流體銅箔全部被鋁箔替代。

東北證券則認(rèn)為，鈉離子電池能量密度（一般不到120Wh/kg）明顯低于磷酸鐵鋰電池（160Wh/kg）與三元電池，與新能源車電池需求匹配度低，暫無(wú)替代鋰電池成為動(dòng)力領(lǐng)域主流技術(shù)的可能性。當(dāng)前鈉離子電池實(shí)際生產(chǎn)成本并無(wú)顯著優(yōu)勢(shì)。盡管采用相對(duì)廉價(jià)的金屬可降低原料成本，但低能量密度意味著更多的輔材和制造成本。

東北證券還表示，站在當(dāng)前時(shí)點(diǎn)來(lái)看，鈉離子電池對(duì)鋰電池的替代性實(shí)際上很微弱?？紤]到鈉儲(chǔ)量比鋰豐富，應(yīng)當(dāng)重視鈉離子電池作為技術(shù)儲(chǔ)備、保障能源安全的戰(zhàn)略意義，但不應(yīng)過(guò)分高估其商業(yè)價(jià)值。

華安證券也表示，有機(jī)系鈉離子電池體系與當(dāng)前鋰離子體系相比，除隔膜與電解液溶劑外均存在明顯差異；鈉離子電池與鋰離子電池相比的原材料優(yōu)勢(shì)主要在于將鋰鹽換成鈉鹽，且銅箔換成鋁箔；但鈉離子電池的低能量密度及循環(huán)性能對(duì)應(yīng)更多的輔材消耗以及更高的度電成本。除去規(guī)模化因素之外，鈉離子電池的降本之路仍然面臨重重阻礙。

鈉離子電池能否取代鋰電池

那么，鈉離子電池會(huì)不會(huì)將鋰電池徹底淘汰呢？目前看來(lái)，還是有難度的，原因主要有以下兩點(diǎn)：

從能量密度來(lái)說(shuō)，鈉離子電池能量密度較鋰電池低。目前磷酸鐵鋰電池能量密度可以達(dá)到200Wh/kg，而鈉離子電池在100-150Wh/kg，因?yàn)槭褂迷谛履茉窜嚿闲詢r(jià)比較低，因此鈉離子電池暫無(wú)替代鋰電池主流路線的可能性。

從成本來(lái)看，相對(duì)于鋰離子電池，鈉離子電池成本并無(wú)顯著優(yōu)勢(shì)。雖然由于鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化程度還較低，成本優(yōu)勢(shì)還未完全體現(xiàn)，但隨著技術(shù)的進(jìn)步以及規(guī)模的擴(kuò)大，最終成本有望從超過(guò)1元/Wh降到0.2元/Wh，將低于鋰離子電池。

寧德時(shí)代方面也表示，由于目前的技術(shù)和產(chǎn)能規(guī)模的限制，鈉離子電池初期的成本依然會(huì)偏高，價(jià)格會(huì)高于理論成本。

同時(shí)，鈉離子電池還有鈉離子的離子半徑大于鋰離子，導(dǎo)致鈉離子無(wú)法嵌入石墨材料；鈉離子嵌出電極的晶體結(jié)構(gòu)較難，導(dǎo)致電池可逆性差，能量密度利用率低等問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)多家公司已入局

除了寧德時(shí)代，國(guó)內(nèi)已有多家公司已涉足鈉離子電池及其材料領(lǐng)域。

5月24日，天賜材料（002709）在互動(dòng)平臺(tái)表示，鈉離子電池電解液與鋰離子電池電解液配方相似，區(qū)別是電解質(zhì)由六氟磷酸鋰變?yōu)榱姿徕c，六氟磷酸鈉并非新產(chǎn)品，公司已有量產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品也已通過(guò)了客戶認(rèn)可。

5月12日，山東章鼓（002598）在回答投資者提問(wèn)時(shí)表示，目前公司投資的喀什安德技術(shù)基于PPS體系的鋰離子、鈉離子、鋅離子固態(tài)功能膜片的材料合成以及干法自支撐膜片制造技術(shù)。

4月22日，中鹽化工（600328）在其2020年年報(bào)中披露，公司金屬鈉產(chǎn)能6.5萬(wàn)噸，占全球產(chǎn)能的40.5%，規(guī)模與技術(shù)優(yōu)勢(shì)處于行業(yè)領(lǐng)先位置。不過(guò)，目前其金屬鈉產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榈逅{(lán)粉和醫(yī)藥中間體。

4月14日，華陽(yáng)股份（600348）公告，公司擬通過(guò)子公司新陽(yáng)能源分別投資建設(shè)鈉離子電池正極材料千噸級(jí)生產(chǎn)項(xiàng)目和鈉離子電池負(fù)極材料千噸級(jí)生產(chǎn)項(xiàng)目。公司還曾表示，將發(fā)揮無(wú)煙煤的原料優(yōu)勢(shì)，布局建設(shè)無(wú)煙煤制鈉離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)線，建設(shè)全國(guó)最大的鈉離子電池生產(chǎn)基地。

3月29日，圣陽(yáng)股份（002580）在回答投資者提問(wèn)時(shí)表示，鈉離子電池技術(shù)是公司持續(xù)關(guān)注的技術(shù)儲(chǔ)備研究方向之一，公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)不斷關(guān)注鈉離子電池技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。據(jù)悉，圣陽(yáng)股份與院士工作站等單位聯(lián)合開(kāi)發(fā)高環(huán)保、高循環(huán)性鈉離子電池，已通過(guò)實(shí)驗(yàn)階段。

3月26日，中科海鈉傳出消息，該公司已完成億元級(jí)A輪融資，投資方為梧桐樹(shù)資本，本輪融資將用于搭建年產(chǎn)能2000噸的鈉離子電池正、負(fù)極材料生產(chǎn)線。此前，中科海鈉已先后完成兩輪融資，投資方包括國(guó)科嘉和、中科創(chuàng)星和梧桐樹(shù)資本等知名投資機(jī)構(gòu)。

中科海鈉成立于2017年，核心技術(shù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院物理研究所清潔能源實(shí)驗(yàn)室，公司擁有多項(xiàng)鈉離子電池核心專利，并擁有完備的材料研發(fā)平臺(tái)、百噸級(jí)鈉離子電池正極和負(fù)極材料中試生產(chǎn)線、兆瓦時(shí)級(jí)鈉離子電池中試生產(chǎn)線。目前產(chǎn)品已經(jīng)在低速車、兩輪車和5G基站領(lǐng)域率先開(kāi)啟應(yīng)用。

1月4日，中國(guó)長(zhǎng)城（000066）在回答投資者提問(wèn)時(shí)表示，下屬公司有從事鋰電池、鈉離子電池的研發(fā)生產(chǎn)，鈉離子電池在電動(dòng)自行車上的示范應(yīng)用，表現(xiàn)出實(shí)用化以及產(chǎn)業(yè)化的潛力。

除了上述企業(yè)，電池網(wǎng)注意到，布局鈉離子電池的企業(yè)還有超威集團(tuán)和浙江醫(yī)藥等公司。

2017年1月，超威集團(tuán)與美國(guó)通用電氣公司簽署Durathon鈉鹽電池項(xiàng)目合作協(xié)議，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合成立浙江安力能源有限公司，開(kāi)展鈉鹽電池的生產(chǎn)、研發(fā)及銷售。該項(xiàng)目總投資1.05億美元，計(jì)劃總產(chǎn)能500MWh。

浙江醫(yī)藥持有鈉創(chuàng)新能源40%股份，鈉創(chuàng)新能源專業(yè)聚焦鈉離子電池技術(shù)創(chuàng)新與工程化，建成投產(chǎn)全球首條噸級(jí)鐵酸鈉基過(guò)渡金屬氧化物正極材料中試線。鈉創(chuàng)新能源成立于2018年5月，致力于鈉離子電池的創(chuàng)新研發(fā)以及工業(yè)化生產(chǎn)研究。

此外，欣旺達(dá)、博眾精工、道氏技術(shù)、容百科技、天能股份等上市公司也將鈉離子電池及其關(guān)鍵材料、設(shè)備作為技術(shù)儲(chǔ)備研究方向之一，部分企業(yè)已有相關(guān)專利布局。

綜合業(yè)內(nèi)的觀點(diǎn)來(lái)看，鈉離子電池領(lǐng)域，目前布局的公司相對(duì)稀少，企業(yè)投身鈉離子電池領(lǐng)域，資源儲(chǔ)量豐富且價(jià)格便宜是主要驅(qū)動(dòng)力。預(yù)計(jì)鈉離子電池規(guī)模化量產(chǎn)與商業(yè)化應(yīng)用尚需時(shí)日，未來(lái)三五年內(nèi)，與鋰電池相比，競(jìng)爭(zhēng)力不會(huì)很明顯。不過(guò)，隨著技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)鏈布局的完善，鈉離子電池未來(lái)在低速電動(dòng)車、家庭/工業(yè)儲(chǔ)能、5G通信基站、小動(dòng)力電池、電動(dòng)船舶等細(xì)分領(lǐng)域，相較于目前大量應(yīng)用的鉛酸電池與鋰電池，預(yù)計(jì)將有一定的替代空間。