寧德時代鈉電池即將“上車”，董秘揭露產品優缺點，2023年成產業元年
電子發燒友網報道（文/吳子鵬）近日，在寧德時代三季報電話會議中，該公司再一次確認，將于2023年全面實現鈉電池產業化。同時，寧德時代董秘表示，目前已與部分乘用車客戶就鈉離子電池進行協商，供應鏈布局上需要一些時間。產業鏈人士認為，2023年或將成為鈉電池的產業元年。除了寧德時代，材料廠商多氟多也表示，該公司鈉離子電池已有小批量成品下線。
初代鈉電池優缺點明顯
所謂的鈉電池就是以鈉離子作為電荷載體，通過鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移的可充電電池。因此，從工作原理上講，鈉電池和鋰電池是相同的。并且，兩者的電池結構也是較為相似的，在正極使用相應的過金屬氧化物，在負極使用硬碳或者過金屬氧化物等，電解液和中間隔膜的成分也差不多。從研究歷史長度來看，鈉電池和鋰電池也是相當的，兩者的誕生時間分別是上世紀的八十年代和七十年代。不過，鈉電池由于早期的電極材料不理想，發展較為遲緩，鋰電池則在消費電子和電動汽車大潮中相繼成為“版本答案”。鈉離子發展的轉折點在2010年，此后研究界先后研發了一系列的負極材料以改變鈉電池性能，在容量和循環壽命方面有了非常大的提升，一點一點地向著規模量產的方向進發。由于材料屬性，鈉電池天生就具備一些遠超鋰電池的優勢特性，包括安全性、成本、儲量等。業界一直沒有中斷對鈉電池的研究，一個重要的原因在于原材料的儲備。和鋰離子資源相比，鈉離子資源在全球儲備豐富且平均，在地殼成分組成中，鈉元素的豐度值達23000ppm，可達2.74%，而鋰元素在地殼當中占比僅約為0.0065%，兩者之間的儲備量差距明顯。雖然現階段并不存在鋰資源供應不足的情況，但是由于鋰資源分布不均且相對存儲量少，給了中間商和貿易商炒作的資本。其次是鈉電池突出的安全性能。根據《鈉離子電池：從基礎研究到工程化探索》（作者：容曉暉、陸雅翔、胡勇勝等中國科學院物理研究所研究員），目前初步的高低溫測試結果，鈉電池高低溫性能更優異，并且在過充、過放、短路、針刺、擠壓等所有安全項目測試中，鈉電池均未發生起火現象，并且不易爆炸，安全性能更好。據悉，鈉電池的熱穩定性是遠超國標的安全標準的。第三，鈉電池在低溫測試中的表現也好于鋰電池，寧德時代研發的第一代鈉離子電池在-20°C低溫環境中，也擁有90%以上的放電保持率。當然，產業界一直跟隨鈉電池的研發還有一個優勢在于，鈉電池可以較為平順地借用已經成熟的鋰電池產業鏈資源，與鋰電池的生產設備大部分都可以兼容，在產業化方面能夠實現較快的導入。不過，也確實如寧德時代董秘所言，第一代鈉電池能量密度會略低于鐵鋰，循環壽命方面不如長壽命的鐵鋰電池，和傳統的鐵鋰電池接近。這其實已經是非常理想的結果了。實際上，正如上面提到的，鈉電池在能量密度和循環壽命方面一直被詬病，而這關乎到電動汽車的續航和電池生命周期。根據華金證券的分析，鈉電池在能量密度和循環壽命方面的劣勢均是由材料特性決定的。在能量密度方面，由于鈉離子的離子半徑大于鋰離子，無法嵌入石墨材料，只能使用硬碳或其他負極材料，導致能量密度低于采用石墨的鋰電池。此外，NaMnO4、Na3V2(PO4)3、Na2Fe2(SO4)3等主流的鈉電池正極材料在能量密度方面均不及磷酸鐵鋰。在循環壽命方面，由于鈉離子嵌出電極的晶體結構相對較難，導致結構的可逆性差，也就是循環壽命不佳，在一定次數的充放電之后，能量密度下降速度快于鋰電池。同時，鈉電池的內阻相對較高，這就導致充放電效率需要受到一定的限制，溫度管控的難度比較大，這也是導致其循環效率差的原因之一，且還會影響鈉電池的充放電速度。這些劣勢可能會導致車廠在選擇鈉電池方面相對謹慎，因此寧德時代董秘認為，鈉電池供應鏈布局上需要一些時間。產業鏈呈現多元化布局
從產研情況來看，國內自2011年前后開始關注鈉電池的發展，這一年也是寧德時代的成立之年。發展至今，并非只有寧德時代一家在布局鈉電池。在鈉電池布局方面，國內除了寧德時代，華陽股份、豐元股份、中科海鈉和多氟多也是代表企業。在鈉電池方向上，華陽股份和中科海鈉深度綁定，兩者既有投資關系，又是合作關系。據悉，兩者的合作模式在于，中科海鈉主要主導鈉電池正負極材料的研發，這是鈉電池的核心。而華陽股份下屬公司主要負責鈉電池電芯和封裝部分，主要面向產業鏈。目前，華陽股份擁有鈉電池產業鏈子公司包括華鈉銅能、華鈉碳能、華鈉芯能等。據悉，華陽股份孫公司投建的鈉離子電芯生產線設備安裝調試已經完成。固態電池、無鈷電池以及鈉電池是目前豐元股份主要布局的材料領域。在鈉電池方向上，根據該公司和投資者之間的交流，豐元股份在鈉電池正極材料方面有技術儲備。多氟多目前在鈉電池方面已經具有小批量生產能力。該公司曾在機構調研時表示，多氟多為國內首家商業化量產六氟磷酸鈉的企業，目前具備年產千噸六氟磷酸鈉的生產能力，并擁有從六氟磷酸鋰產線快速切換六氟磷酸鈉產線的工藝技術。此外，三峽能源、維科技術、傳藝科技、振華新材、美聯新材、當升科技、容百科技、道氏技術、中欣氟材等公司也在布局鈉電池，主要是攻克正負極和電解液等主要材料的自產。當然，比亞迪電池事業部兩位離職博士蔡偉華和趙建明創立的華納新材也是專注鈉電池研究，目前正準備進行產品500噸級別的中試階段。綜合來看，2023年即將成為鈉電池商業化元年。根據此前寧德時代的透露，該公司第一代鈉離子電池電芯單體能量密度達到160Wh/kg，高于基于磷酸鐵鋰打造的比亞迪刀片電池，該電池的能量密度大約為140Wh/kg。從業人士認為，一旦寧德時代鈉電池供應鏈成熟，將會在入門級車型方面迅速打開市場，并在中低端汽車市場替代一部分磷酸鐵鋰需求，緩解一部分鋰電池的供應壓力，并降低材料廠商的話語權。不過，在更高端的車型里，鋰電池將在未來很長的一段時間里繼續扮演主角。同時，鈉電池在二輪電動車方面擁有不錯的應用前景，目前這一市場也在高速增長。寫在最后
自從寧德時代發布第一代鈉電池到宣布即將量產，鈉電池在這一段時間以來的發展速度非常快，不只是電池技術在優化，材料和電芯等產業鏈環節的量產布局也是快速跟進。隨著寧德時代完成鈉電池量產并上車，得益于該公司的明星效應，產業鏈將更快速地完善，磷酸鐵鋰將會交出一部分市場，并且鈉電池有望助推電動汽車在入門車型方面實現更快速的滲透。不過，這些暢想都需要鈉電池完成自己的產業化認證，并在市場中得到檢驗。有分析觀點認為，2023年是鈉電池商業化元年，2027年則是鈉電池全面爆發的一年。
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