“氯化鈉在海水中含有相當(dāng)大的分量。而我從海水中提出來(lái)的就是鈉，可以用它來(lái)產(chǎn)生電能。

“鈉能嗎？

“是的，先生。……鈉電池能量很大，它的電動(dòng)力比鋅電池要強(qiáng)好幾倍。”

這是法國(guó)作家凡爾納的小說(shuō)《海底兩萬(wàn)里》中尼摩船長(zhǎng)和阿羅納克斯教授的對(duì)話。這部誕生于1870年的小說(shuō)，已經(jīng)寫(xiě)出了人類(lèi)對(duì)鈉電池的想象。

而現(xiàn)實(shí)中鈉離子電池的出現(xiàn)則推遲了差不多一百年。

1976年，Whittingham研究發(fā)現(xiàn)了二硫化鈦（TiS2）能夠進(jìn)行鋰離子（Li+）的嵌入和脫出，并制作了Li||TiS2電池，鈉離子（Na+）在TiS2中的可逆脫嵌機(jī)制也被發(fā)現(xiàn)。

1980年，Armand提出“搖椅式電池”（Rocking Chair Battery）概念。鋰離子就像一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就在搖椅兩端來(lái)回運(yùn)動(dòng)。鈉離子電池同鋰離子電池的原理相同，同被稱(chēng)作搖椅式電池。

原理一樣，幾乎同時(shí)出現(xiàn)，但鈉離子電池和鋰離子電池兩兄弟的命運(yùn)走向卻截然不同。

到了20世紀(jì)80年代，Delmas和Goodenough相繼發(fā)現(xiàn)了層狀氧化物材料 NaMeO2可作為鈉離子電池正極材料。（Goodenough和上面提到的Whittingham同獲2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）1988年，F(xiàn)ouletier研究了軟碳和石墨的儲(chǔ)鈉性能，開(kāi)啟了鈉離子電池碳類(lèi)負(fù)極材料研究。

1990年，日本索尼公司基于石墨負(fù)極完成了鋰離子電池的商業(yè)化的突破，并于第二年5月投放市場(chǎng)。從此，鋰離子電池迎來(lái)屬于自己的時(shí)代，而鈉離子電池陷入長(zhǎng)久的沉寂。

直到2000年，Stevens和Dahn發(fā)現(xiàn)硬碳材料具有優(yōu)秀的鈉離子脫嵌性能，鈉離子電池負(fù)極材料的研究有了重大轉(zhuǎn)折。

2015年，由法國(guó)RS2E主導(dǎo)開(kāi)發(fā)的全球首顆18650圓柱型鈉離子電池誕生，電芯能量密度達(dá)到90Wh/kg，循環(huán)壽命超過(guò)2000次。

此后，法國(guó)的Tiamat、英國(guó)的Faradion、美國(guó)的Natron Energy、中國(guó)的中科海鈉等公司在鈉離子電池領(lǐng)域均有了自己的研究成果。

2021年6月，中科海鈉推出的全球首套1MWh鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在山西太原正式投入運(yùn)營(yíng)。

圖片來(lái)源：中科海鈉

同年7月，全球動(dòng)力電池龍頭老大寧德時(shí)代正式發(fā)布鈉離子電池，并明確表示已啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化布局，2023年前將基本形成產(chǎn)業(yè)鏈。

彼時(shí)，新能源汽車(chē)正深受碳酸鋰高價(jià)之苦，鈉離子電池讓行業(yè)看到了一種近在咫尺的替代方案。

雖然商業(yè)化比鋰離子電池晚了差不多30年，但鈉離子電池還是等來(lái)了屬于它的時(shí)代。雖遲但到，桑榆非晚。

覆蓋多元應(yīng)用場(chǎng)景

要論資源儲(chǔ)量，地球上的鈉要比鋰多得多。鈉資源非常豐富，地殼豐度為2.75%，位列第6位；鋰的地殼豐度只有0.0065%，位列第27位。

而且，鈉遍布全球，而鋰75%的資源集中在美洲。所以，相比之下，鈉的供應(yīng)鏈也更加安全。

因?yàn)橘Y源豐富，鈉的價(jià)格也很實(shí)惠，2元/kg。而鋰的價(jià)格是150元/kg。鈉離子電池的材料成本要比鋰離子電池降低30%-40%。

圖片來(lái)源：中科海鈉官網(wǎng)

正極材料方面，鈉離子電池主要有層狀氧化物、聚陰離子化合物以及普魯士類(lèi)化合物等三種路線；負(fù)極材料方面，主要是硬碳、軟碳等碳基材料。

2021年7月29日，寧德時(shí)代發(fā)布鈉離子電池，正極材料采用了克容量較高的普魯士白材料，負(fù)極材料使用了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料�；�于材料體系的突破，寧德時(shí)代第一代鈉離子電池電芯單體能量密度達(dá)160Wh/kg。

2022年12月，億緯鋰能發(fā)布了大圓柱鈉離子電池產(chǎn)品，正極采用層狀氧化物，負(fù)極采用硬碳，能量密度為135Wh/kg，循環(huán)次數(shù)達(dá)到2500次。

蜂巢能源計(jì)劃2023年第一季度完成第二代鈉離子電池產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定型，能量密度為135Wh/kg，第四季度計(jì)劃完成160Wh/kg的鈉離子電池開(kāi)發(fā)。

因?yàn)槟芰棵芏冉橛阢U酸電池和鋰離子電池之間，鈉離子電池將主要應(yīng)用在兩輪電動(dòng)車(chē)、三輪電動(dòng)車(chē)、低速電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能和新能源汽車(chē)等領(lǐng)域。

中科海納的鈉離子電池商業(yè)化嘗試是走在前面的，2018年首輛鈉離子電池低速電動(dòng)車(chē)亮相，2019年首座鈉離子電池儲(chǔ)能電站問(wèn)世，2021年全球套1MWh 鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成功投入運(yùn)行。

2021年，鈉創(chuàng)新能源先是發(fā)布了全球首套鈉離子電池-甲醇重整制氫綜合能源系統(tǒng)，又與愛(ài)瑪科技聯(lián)合發(fā)布了全球首批鈉離子電池驅(qū)動(dòng)雙輪電動(dòng)車(chē)。

EVTank、伊維經(jīng)濟(jì)研究院發(fā)布的《中國(guó)鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2023年）》提出，2025年之前鈉離子電池的主要出貨領(lǐng)域?qū)⒓�中在以�(xún)奢嗆?chē)為代表的小動(dòng)力，2025年之后在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用將逐步提升，2026年儲(chǔ)能用鈉離子電池將成為最大的應(yīng)用場(chǎng)景。

根據(jù)2022年6月國(guó)家能源局發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2022年版）（征求意見(jiàn)稿）》，在防止電化學(xué)儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故方面有明確規(guī)定，“中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動(dòng)力電池”。

這個(gè)導(dǎo)向很明確，客觀上利好鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用。

在乘用車(chē)端，鈉離子電池普遍只能滿足400公里以下較低續(xù)航車(chē)型的需求。不過(guò)，寧德時(shí)代官宣的AB電池方案，通過(guò)鋰鈉混搭優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以滿足續(xù)航500公里的車(chē)型需求，“有望覆蓋純電動(dòng)乘用車(chē)65%左右的市場(chǎng)”。
 

步入量產(chǎn)關(guān)鍵期

2022年，中科海鈉分別在山西太原及安徽阜陽(yáng)建成鈉離子電池千噸級(jí)正負(fù)極材料和1GWh電芯生產(chǎn)線，率先開(kāi)啟了產(chǎn)業(yè)化之路。

值得一提的是，2022年3月，華為通過(guò)旗下平臺(tái)哈勃投資，認(rèn)繳出資約413萬(wàn)元購(gòu)得中科海鈉近13.3%股份，成為其第三大股東。

進(jìn)入2023年，越來(lái)越多的鈉離子電池企業(yè)公布了自己的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。

圖片來(lái)源：思皓新能源

2月23日，思皓新能源與中科海鈉聯(lián)合打造的行業(yè)首臺(tái)鈉離子電池樣車(chē)公開(kāi)亮相，裝車(chē)試驗(yàn)的是思皓EX10花仙子。這款鈉電版車(chē)型的續(xù)航里程為252km，電池包容量為25kWh，電芯能量密度140Wh/kg，系統(tǒng)能量密度120Wh/kg，快充時(shí)間（SOC 10%-80%）為20分鐘。

中科海鈉總經(jīng)理李樹(shù)軍接受媒體采訪時(shí)透露：“隨著鈉電池產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的擴(kuò)大，相比磷酸鐵鋰電池，行業(yè)普遍認(rèn)為將有20%-30%的電芯成本優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，這一數(shù)據(jù)也跟碳酸鋰價(jià)格相關(guān)。體現(xiàn)在整車(chē)上，可能有約10%的成本優(yōu)勢(shì)。”

3月1日，孚能科技宣布已經(jīng)收到江西江鈴集團(tuán)新能源汽車(chē)有限公司EV3 鈉電池定點(diǎn)函，將為其供應(yīng)鈉離子電池包總成，預(yù)計(jì)2023年第二季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車(chē)。

在3月9日進(jìn)行的年報(bào)電話會(huì)中，寧德時(shí)代表示，公司鈉離子電池預(yù)計(jì)將于2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具體規(guī)模取決于客戶(hù)項(xiàng)目的進(jìn)展情況。相較鋰離子電池，公司鈉離子電池“現(xiàn)在成本優(yōu)勢(shì)是比較明顯的，待供應(yīng)鏈成熟后會(huì)更具優(yōu)勢(shì)”。

3月10日，多氟多在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司鈉離子電池現(xiàn)已有產(chǎn)品正在多家車(chē)廠進(jìn)行車(chē)載測(cè)試。到2023年底,多氟多河南基地鈉離子電池年產(chǎn)能有望達(dá)到1GWh。除了自己生產(chǎn)鈉離子電池，多氟多已經(jīng)具備千噸級(jí)的六氟磷酸鈉生產(chǎn)能力，并批量對(duì)外供貨。

在生產(chǎn)制造方面，鈉離子電池與鋰離子電池生產(chǎn)工藝基本類(lèi)似，可以通過(guò)調(diào)試傳統(tǒng)的鋰離子電池產(chǎn)線快速完成鈉離子電池的產(chǎn)能布局。

墨柯告訴汽車(chē)商業(yè)評(píng)論，鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化，在技術(shù)上已經(jīng)沒(méi)有什么大問(wèn)題，量產(chǎn)時(shí)還會(huì)有一些具體問(wèn)題需要解決，另外，還需要看下游應(yīng)用產(chǎn)品（如電動(dòng)自行車(chē)、新能源乘用車(chē)等）對(duì)鈉離子電池的驗(yàn)證過(guò)程，有可能在驗(yàn)證過(guò)程中也還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些具體問(wèn)題。

鋰價(jià)回落，對(duì)鈉離子電池影響幾何

鈉離子電池已經(jīng)寫(xiě)入多個(gè)政府文件，作為新型電池路線被鼓勵(lì)大力發(fā)展。

2023年1月，工信部等六部門(mén)印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確提出要加快研發(fā)鈉離子電池等新型電池。“聚焦電池低成本和高安全性，加強(qiáng)硬碳負(fù)極材料等正負(fù)極材料、電解液等主材和相關(guān)輔材的研究，開(kāi)發(fā)高效模塊化系統(tǒng)集成技術(shù)，加快鈉離子電池技術(shù)突破和規(guī)�；瘧�(yīng)用。”

2022年7月，我國(guó)首批鈉離子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鈉離子電池術(shù)語(yǔ)和詞匯》《鈉離子電池符號(hào)和命名》計(jì)劃正式下達(dá)，起草單位包括中科海鈉、寧德時(shí)代、比亞迪等單位。此舉將進(jìn)一步推動(dòng)鈉離子產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化。

EVTank判斷，2030年鈉離子電池的實(shí)際出貨量將達(dá)到347GWh，屆時(shí)最大的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹莾?chǔ)能。

EVTank還指出，目前影響鈉離子電池大規(guī)模應(yīng)用最敏感的因素在于鈉離子電池與鋰離子電池和鉛酸電池的成本對(duì)比。根據(jù)它的推算，鈉離子電池的成本目前在0.84元/Wh左右，高于磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池，成本優(yōu)勢(shì)尚未完全體現(xiàn)。

從國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)生意社的數(shù)據(jù)來(lái)看，碳酸鋰的價(jià)格在持續(xù)走低。3月15日，電池級(jí)碳酸鋰基準(zhǔn)價(jià)為35.9萬(wàn)元/噸，相比本月初的40.8萬(wàn)元/噸下降了12%，相比去年11月60.9萬(wàn)元/噸的價(jià)格高點(diǎn)更是跌了41%。

圖片來(lái)源：生意社

如果碳酸鋰價(jià)格繼續(xù)下跌，鈉離子電池的成本優(yōu)勢(shì)也就相應(yīng)縮小，這會(huì)影響鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化落地嗎？

EVTank直言碳酸鋰價(jià)格的波動(dòng)將是后期影響鈉離子電池大規(guī)模應(yīng)用的最關(guān)鍵因子之一。

墨柯表示：“碳酸鋰價(jià)格跌跌不休，使得鋰離子電池成本在持續(xù)走低，而鈉離子電池的成本要做到比鋰離子電池低，是需要上規(guī)模的，這些因素相互作用，確實(shí)對(duì)鈉離子電池的應(yīng)用推廣不太有利。”

今年2月，多氟多在回答投資者提問(wèn)時(shí)透露公司第一批商用化量產(chǎn)的鈉離子電池預(yù)估成本低于鋰電池，并表示“即使碳酸鋰價(jià)格降到10萬(wàn)元/噸，鈉電仍然有競(jìng)爭(zhēng)力”。

在汽車(chē)商業(yè)評(píng)論看來(lái)，鈉離子電池的成本優(yōu)勢(shì)還是其次，它最大的價(jià)值在于可以解決鋰資源供應(yīng)緊張和鋰價(jià)暴漲的問(wèn)題，所以，它的存在本身就是一種制衡手段。這種存在價(jià)值不因鋰價(jià)的一時(shí)走低就消失。

屬于鈉離子電池的時(shí)代，才剛剛開(kāi)始。