钠离子电池不香了？
时间:2023-05-19 10:04来源:中国能源报 作者:卢奇秀
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随着锂离子电池原材料价格回归理性，是否还有必要再发展钠离子电池技术？如何正确看待两种电池技术的关系？钠离子电池规模化应用还面临哪些亟待解决的问题？
碳酸锂价格是钠电价值试金石
据了解，钠离子电池的研究可以追溯到上个世纪80年代，几乎与锂离子电池同时起步，但受限于技术瓶颈其研究一度陷入停滞。直到2000年，硬碳负极材料的发现，才使得钠离子电池的研发再次活跃。经历了几轮诸如锂离子电池原材料涨价问题，钠离子电池价格低廉、无资源限制等优势逐渐凸显，作为锂离子电池替代技术路线获得快速发展。2021年，电池头部企业宁德时代发布第一代钠离子电池，迅速催热市场对钠离子电池的热情。据业内不完全统计，当前，从事钠离子电池研发布局的企业超过100家。
但市场的快速变化超出行业预期，今年，锂电池原材料价格出现断崖式下跌。市场担忧：如果碳酸锂价格继续下行，钠离子电池将丧失最大成本优势。
浙江青钠董事长王子煊在日前召开的高工钠电峰会上算了一笔账：碳酸锂价格为20万元/吨时，钠离子电池的边际成本领先24%左右；碳酸锂价格为10万元/吨时，钠离子电池的边际成本领先12%左右；若碳酸锂价格回归到5万元/吨，钠离子电池仅领先5%的边际成本。
星恒电源小电芯工程院钠电项目组长谈亚军也拿出一组数据，以钠离子电池正极、负极、电解液价格分别为3.5万元、2.5万元、1.5万元为基础，测算出钠离子电池和锂离子电池的成本交叉点是在碳酸锂价格为6.5万元/吨时。他认为，当碳酸锂价格下行时，钠离子电池主要成本占比的镍源也会相应下跌。长远来看，钠离子电池仍具有成本优势。
“碳酸锂60万元/吨的价格高位不可能长期持续，但价格并不是钠离子电池的核心竞争力。不同化学体系的电池技术有着不同特点，钠离子电池关键要找到其应用价值。”在中科海钠总经理李树军看来，碳酸锂价格某种程度上是钠离子电池产品价值的试金石，穿越产业周期是企业发展的必由之路。
尚未完成从“0到1”的突破
事实上，2023年一直被认为是钠离子电池的发展元年，不少企业宣布在这一年开启量产。今年2月，行业首台钠离子电池试验车搭载钠电池装车试验；3月，雅迪发布搭载钠电池的两轮车；4月，宁德时代宣布，其钠离子电池落地奇瑞车型。
不过，这还谈不上真正的应用。尽管钠离子电池可以兼容使用锂离子电池生产设备，但产业尚未形成健全的供应链。据悉，当前钠离子电池存在多条技术路线，比如，正极材料可分为层状过渡金属氧化物、聚阴离子型材料、普鲁士蓝（白）类化合物等；负极以软碳、硬碳材料应用为主。目前，钠离子电池没有统一的形态共识，影响量产速度。不同技术路线也使得钠离子电池的电压平台不同，迫使应用企业选用多型号逆变器来适配，研发更复杂的BMS电源管理系统。
设备制造方面，中集海中技术总经理邓明能坦言，钠离子电池产业化痛点很多，从实验室试产到量产还有较长一段路要走，其中一大难题便是负极涂布，尤其是负极涂布的干燥技术。钠离子电池负极目前多使用硬碳，其结构晶距大、空隙多，涂布干燥非常困难，锂离子电池负极遇到的所有问题还将在钠离子电池领域进一步放大，如干燥不均等。
李树军认为，钠离子电池应用面临最大问题是能量密度低，当前钠离子电芯能量密度为300Wh/kg左右，磷酸铁锂电池能量密度在360Wh/kg-380Wh/kg，前者还有较大技术进步空间。在他看来，钠离子电池产业现在远没有完成从“0到1”的突破，达到百吉瓦时的规模还需要3-5年时间。
需找到合适应用空间
海四达电源研究院院长苏金然指出，2022年，电池行业已进入太瓦时时代；2025年，市场规模会超过2TWh，到2030年将达到6TWh以上。在这个巨大市场容量中，锂离子电池不可能一统天下，会有其他技术路线作为补充。
“钠离子电池不能仅仅从价格上竞争，要找到长处、找到适合的领域。”谈亚军指出，钠离子电池具有长寿命、宽温区、高倍率、高安全、低成本、可与锂离子电池共线等优点，这才是产业发展真正原动力。钠离子电池向下可以替代铅酸电池，向上可作磷酸铁锂电池的补充。
易事特董长何佳同样认为，钠离子电池和锂离子电池会长期共存，,只是不同阶段分工应用会有不同，有些领域必须用锂、有些可以用钠。比如，锂电不间断电源（UPS）迟迟没有大规模推广，原因在于大家对锂电安全担忧，银行、通讯运营商的电源基本还以铅酸电池为主。未来，钠离子电池有望替代铅酸电池，应用在UPS、数据中心、低速电动车等领域。
众钠能源首席科学家赵建庆进一步补充，支撑钠离子电池未来市场预期的基础还是成本。降成本主要有三方面：材料层面，包括正极、负极、电解液核心在内的材料需要整个产业链进行配套；电芯制造上，可以参照锂离子电池的极限制造，采用创新的制造设备；量产方面，要通过规模化降低成本。
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