鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化面臨挑戰(zhàn)

　　此前，多家機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)今年會(huì)是“鈉電池量產(chǎn)元年”，但目前已公布鈉離子電池“上車”計(jì)劃的車型并不多。特別是今年以來，碳酸鋰價(jià)格有所回落，進(jìn)一步增加了市場(chǎng)對(duì)鈉離子電池作為“鋰電池平替”的疑慮。此前被資本追捧的鈉離子電池還香嗎？

　　鈉離子電池受追捧主要有兩個(gè)原因。一是價(jià)格優(yōu)勢(shì)。不同于鋰資源，地殼中鈉資源豐富且分布廣泛，在海洋和鹽湖中有巨大儲(chǔ)量，采用鈉離子電池基本不存在資源約束問題，且材料成本遠(yuǎn)低于鋰離子電池。正極原料碳酸鈉價(jià)格常年保持在3000元/噸，遠(yuǎn)低于碳酸鋰價(jià)格，正極其他主要元素鐵、錳、銅也都是大宗廉價(jià)商品，負(fù)極用的煤基材料以及集流體不需要用銅箔，比鋰電池所用材料成本低。

　　二是性能互補(bǔ)。盡管能量密度較低，但鈉離子電池的部分性能與鋰離子電池具有互補(bǔ)性。例如，鈉離子電池工作溫度區(qū)間寬于鋰離子電池的區(qū)間。鈉離子電池內(nèi)阻較大，短路時(shí)瞬時(shí)放的熱量較鋰離子電池少，溫升較低，在安全性方面具備優(yōu)勢(shì)。此外，鈉離子電池充放電倍率性能好，可實(shí)現(xiàn)功率快速響應(yīng)，適合電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用。

　　但是，如今鈉離子電池的價(jià)格優(yōu)勢(shì)不再明顯。隨著企業(yè)加速布局鋰礦，國(guó)內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格從今年年初開始快速下跌，進(jìn)入4月更是跌破20萬元/噸。雖然此后逐步回升至30萬元/噸，但也僅為歷史高位的50%。業(yè)內(nèi)判斷，當(dāng)碳酸鋰價(jià)格為20萬元/噸時(shí)，量產(chǎn)鈉離子電池成本為鋰離子電池的76%；而當(dāng)碳酸鋰價(jià)格達(dá)5萬元/噸時(shí)，兩者成本差距僅約5%。碳酸鋰價(jià)格下降勢(shì)必削弱鈉離子電池的市場(chǎng)吸引力。

　　目前，鈉離子電池能量密度和循環(huán)壽命僅為磷酸鐵鋰電池的三分之二和二分之一，難以滿足乘用車動(dòng)力電池需求。在成本方面，盡管鈉離子電池成本下降潛力巨大，但由于目前整體產(chǎn)量較小，鈉離子電池生產(chǎn)成本還是高于鋰離子電池。

　　此外，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化痛點(diǎn)還沒有得到解決。盡管鈉離子電池可以兼容使用鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備，但產(chǎn)業(yè)尚未形成健全的供應(yīng)鏈。一是鈉離子電池材料體系尚未取得行業(yè)共識(shí)。以正極材料為例，層狀氧化物相關(guān)量產(chǎn)技術(shù)已基本攻克，但普魯士藍(lán)結(jié)晶水去除困難，相關(guān)制備技術(shù)仍在攻關(guān)，聚陰離子正極相關(guān)量產(chǎn)技術(shù)也處于開發(fā)階段。負(fù)極材料方面，硬碳比容量較高，但一般采用生物質(zhì)前驅(qū)體，產(chǎn)碳率低，成本和規(guī)?；写媪觿?shì)。電解液方面，六氟磷酸鈉與六氟磷酸鋰合成工藝相似，但熱穩(wěn)定性欠佳。二是鈉離子電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，不同技術(shù)路線下電池電壓平臺(tái)各異，對(duì)電池管理系統(tǒng)及逆變器也提出了更高要求。此外，鈉離子補(bǔ)償、壽命預(yù)測(cè)等技術(shù)還有待開發(fā)。

　　在應(yīng)用方面，還需要找到合適的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　發(fā)揮鈉離子電池成本優(yōu)勢(shì)需要以大規(guī)模量產(chǎn)作為前提條件。當(dāng)前鋰電池電動(dòng)汽車在北方寒冷地區(qū)推廣效果不佳，憑借更強(qiáng)的低溫適應(yīng)性，鈉離子電池有望首先在北方地區(qū)打開市場(chǎng)。對(duì)于電動(dòng)兩輪車等細(xì)分市場(chǎng)，其續(xù)航能力也優(yōu)于鉛酸電池。由于安全性更佳，鈉離子電池也更適合用于銀行、通信基站、數(shù)據(jù)中心等機(jī)構(gòu)的不間斷電源。尤其是在電力系統(tǒng)儲(chǔ)能領(lǐng)域，鈉離子電池有望成為目前成本最低的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)并網(wǎng)。

　　經(jīng)過多年積累，我國(guó)在鈉離子電池領(lǐng)域已有較強(qiáng)研發(fā)和人才基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)業(yè)化之間的壁壘正在瓦解，如何在發(fā)展初期尋找具有競(jìng)爭(zhēng)力的利基市場(chǎng)，同步實(shí)現(xiàn)成本與產(chǎn)量的突破，是現(xiàn)階段鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。（作者：劉堅(jiān) 鐘財(cái)富）

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