日前，廣州發(fā)展發(fā)布洪湖市經(jīng)開區(qū)100兆瓦/200兆瓦時鈉離子儲能電站示范項目一期50兆瓦/100兆瓦時儲能系統(tǒng)集成采購中標(biāo)候選人公示，上海融和元儲能源有限公司以1.03億元的投標(biāo)價成為第一中標(biāo)候選人，折合單價為1.03元/瓦時。若進(jìn)展順利，該示范項目將成為我國首個百兆瓦時級的鈉電池儲能電站。

 

       作為鋰電池的“平替”技術(shù)路線，以成本優(yōu)勢為賣點(diǎn)的鈉電池，其儲能項目中標(biāo)價格卻遠(yuǎn)高于鋰電池儲能目前0.65元/瓦時的中標(biāo)均價。市場不免質(zhì)疑，鈉電池是否還具備市場競爭力？業(yè)內(nèi)人士指出，鋰電池原材料碳酸鋰價格的大幅下降，一定程度拖累了鈉電池商業(yè)化進(jìn)展。但鈉電池理論成本比鋰電池低30%—40%，且在充放電倍率、高低溫性能、安全等方面獨(dú)具優(yōu)勢，隨著相關(guān)產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)，鈉電池前景依然值得期待。

 

呈現(xiàn)出積極發(fā)展態(tài)勢

 

       鈉電池與鋰電池研發(fā)幾乎同時起步，兩者充放電機(jī)理也類似，但受制于技術(shù)瓶頸，前者相關(guān)研究一度陷入停滯，直至2010年左右，鈉電池正負(fù)極材料取得突破性進(jìn)展，學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)嘗試明顯加快。近年來，主管部門出臺一系列支持政策，加速鈉電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

 

       2023年被業(yè)內(nèi)稱為鈉電池發(fā)展元年，國內(nèi)涌現(xiàn)出一批產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，成功完成產(chǎn)業(yè)“0”到“1”的積累，形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈。上游正負(fù)極材料代表企業(yè)有珈鈉能源、英鈉新能源、眾鈉能源、佰思格、天目先導(dǎo)等，一些大型企業(yè)如中鹽化工、杉杉股份也在積極布局。超過30家企業(yè)布局電解液，一類是具有規(guī)�；�生產(chǎn)經(jīng)驗的鋰電電解液材料企業(yè)，如天賜材料、新宙邦、多氟多等；第二類是全面布局鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈的初創(chuàng)企業(yè)，中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源等；第三類是公司傳統(tǒng)主業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)和應(yīng)用向鈉電池方向業(yè)務(wù)延伸，如傳藝科技、中欣氟材等。隔膜方面，頭部集中度非常高，2023年排名前10名的廠商市場占比超過90%。傳統(tǒng)鋰電池企業(yè)寧德時代、鵬輝能源也紛紛涉足鈉電領(lǐng)域。

 

       目前，鈉電池在兩輪電動車、儲能、數(shù)據(jù)中心、通信基站、煤礦井下、工程車輛等領(lǐng)域均實現(xiàn)了應(yīng)用。在近日召開的第三屆鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展論壇上，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長俞振華介紹，今年以來，鈉電池展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭，據(jù)不完全統(tǒng)計，簽約、備案、開工的鈉電項目超過20個，涉及電芯、正負(fù)極材料等諸多細(xì)分領(lǐng)域，項目投資總額近400億元。此外，今年國內(nèi)首個10兆瓦時鈉電池儲能電站在廣西南寧正式投運(yùn)，新疆巴里坤融合了半固態(tài)電池、鈉離子電池、磷酸鐵鋰電池、液流電池的儲能項目實現(xiàn)并網(wǎng)。未來鈉電有望在儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多的落地應(yīng)用。

 

具有獨(dú)特優(yōu)勢

 

       中科海鈉總經(jīng)理李樹軍指出，我國是鋰電池制造大國，2023年我國鋰電池出貨量全球占比高達(dá)73.8%，但我國鋰資源僅占全球的6.3%，對外依存度高達(dá)70%以上。不考慮回收場景，我國鋰資源儲量極限僅能滿足1.62億輛電動汽車的搭載需求。近年來，鋰電池重要原材料碳酸鋰價格大幅波動，給產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展帶來巨大沖擊。鈉電池原材料資源豐富、分布廣泛、自主可控，可以有效消解甚至擺脫“鋰”這一關(guān)鍵資源儲量及分布不均和價格波動對于供應(yīng)鏈帶來的影響和“卡脖子”隱患。因此，在中國發(fā)展鈉電池意義重大。

 

       中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院高級工程師劉冉冉指出，鈉電池本質(zhì)安全性更好。鋰電池使用的EC（碳酸亞乙酯）基有機(jī)電解液，在高溫、過充等條件下容易分解析出一氧化碳、氫氣等易燃?xì)怏w，引發(fā)起火爆炸，高鎳三元電池由于正極材料的影響還會析出氧氣，安全性較差。而鈉電池雖然也使用了PC（碳酸亞丙酯）基有機(jī)電解液，但其析出二氧化碳占比高于鋰電池，析出的易燃?xì)怏w占比低于鋰電池。整體而言，鈉電池更安全。此外，鈉電池老化安全性更好。鋰電池在使用過程中，會在電極上析出鋰金屬枝晶，日積月累可能刺穿隔膜，引發(fā)電池內(nèi)部短路，進(jìn)而導(dǎo)致起火爆炸。所以，鋰電池隨著不斷充放電，安全性會逐漸下降，老舊電池的安全性會變差。而鈉電池負(fù)極材料硬碳與鋰電池的石墨層狀結(jié)構(gòu)不同，不易析出鈉金屬，即使析出微量鈉金屬，也是平鋪狀，而不是鋰枝晶的尖銳狀。

 

       鈉電池具有高倍率、低溫充放電性能較好的優(yōu)勢。劉冉冉指出，鈉電池在零下10攝氏度以下放電幾乎與常溫一致，在零下20攝氏度的容量保持率也在90%以上。鈉電池能量密度可以達(dá)到140瓦時/千克，雖然低于磷酸鐵鋰電池，但遠(yuǎn)高于鉛酸電池。

 

       “能量密度是短板，但提升很快，預(yù)計最晚2026年鈉電池能量密度可以和磷酸鐵鋰電池持平。”李樹軍進(jìn)一步指出，中國鈉電池基礎(chǔ)研究與應(yīng)用領(lǐng)域的專利和學(xué)術(shù)論文數(shù)量全球占比超過一半，其基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，自產(chǎn)業(yè)初期便處于領(lǐng)先地位。

 

長期前景依然看好

 

       快速降低成本，把鈉電池理論成本優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實優(yōu)勢是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

 

       鈉電的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不會因為碳酸鋰價格波動發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變。劉冉冉指出，鈉電池的理論成本更低。正極方面，應(yīng)用的銅、鋁、鐵、鈉價格低廉，比鋰電池正極用的鎳、鈷、鋰貴重金屬成本更低；負(fù)極方面，鈉電池負(fù)極材料由普通無煙煤加工而成，成本遠(yuǎn)低于鋰電池的負(fù)極石墨；電解液方面，六氟磷酸鈉價格遠(yuǎn)低于鋰電池的六氟磷酸鋰。隔膜、外殼等材料，鈉電池與鋰電池通用。

 

       業(yè)內(nèi)對鈉電池前景持樂觀態(tài)度，隨著生產(chǎn)基地產(chǎn)能爬坡和產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟，鈉電池成本將快速下行。劉冉冉指出，目前，國內(nèi)已有多家企業(yè)成功實現(xiàn)鈉電池規(guī)�；�生產(chǎn)，截至2023年6月，全國已投產(chǎn)鈉電池產(chǎn)能達(dá)10吉瓦時，比2022年底增加了8吉瓦時。去年，我國鈉電池出貨量約為0.5吉瓦時，預(yù)計今年鈉電池需求量將達(dá)11.9吉瓦時，出貨量有望首次突破1吉瓦時。到2025年，我國鈉電池的規(guī)劃產(chǎn)能將達(dá)60吉瓦時。

 

       在劉冉冉看來，未來鈉電池將朝著高能量、低成本、高安全、高智能方向發(fā)展。其中，通過控制過度金屬層狀氧化物正極貴金屬元素的使用，開發(fā)聚陰離子、普魯士藍(lán)正極低成本錳基材料，簡化硬碳負(fù)極工序，篩選合適的生產(chǎn)原料，加快研究低濃度電解液中電池性能，以全流程優(yōu)化生產(chǎn)工藝降低成本。

 

       在未來市場競爭中，鈉電池向上可補(bǔ)充及替代磷酸鐵鋰電池短板市場，向下可逐步替代鉛酸電池市場。劉冉冉預(yù)計，2028年左右鈉電池產(chǎn)業(yè)趨于成熟，尤其是在低速電動車領(lǐng)域，屆時鉛酸電池、鈉電池和鋰電池市場占比分別為40%、45%和15%。