鈉電池進化

(資料圖片)

“鈉離子電池的應用有望擴展到500公里續(xù)航的車型范圍，可以覆蓋65%左右的市場?！睂幍聲r代研究院副院長黃起森近日在一個鈉電池論壇透露，寧德時代已經(jīng)在研發(fā)第二代鈉離子電池——盡管寧德時代第一代鈉離子電池都還沒有摸到大規(guī)模商業(yè)化應用的邊界。

寧德時代研究院副院長黃起森

鈉電池的研發(fā)原本就與鋰電池同時起步，并不是橫空出世的黑科技。兩者工作原理和結(jié)構(gòu)類似，均由正負極、隔膜和電解液組成，依靠鈉離子或鋰離子在電池正負極之間移動實現(xiàn)電能的存儲和輸出；由于鈉電池和鋰電池都可以重復充放電，也被統(tǒng)稱為“搖椅式電池”。

鈉電池工作原理 圖源：中科海鈉官網(wǎng)

區(qū)別在于，鈉電池能量密度低一些，鈉離子體積要比鋰離子大得多，正負極材料、隔膜和電解液都需進行適應性調(diào)整。

盡管部分技術(shù)指標遜于鋰電池，但鈉電池勝在原材料儲量豐富、分布均勻。鈉元素在地球地殼中的豐度為2.83%，鋰元素為0.0065%；此外，鈉電池低溫性能好，安全性能也優(yōu)于鋰電池。理論上看，鈉電池相關(guān)材料成本在實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)后也會比鋰電池低。

“隨著上下游產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟完善，一旦鈉電池具備了規(guī)模效應，其成本有望比磷酸鐵鋰電池低20%。”中國工程院院士、鈉電池研發(fā)企業(yè)中科海鈉創(chuàng)始人之一的陳立泉也多次指出鈉電池的成本優(yōu)勢。

動力電池向來是“無鈷可以、無鎳也行，但鋰永遠在”，近年來，汽車與儲能行業(yè)的同時轉(zhuǎn)型，使得動力電池最重要的原材料“鋰”不斷承壓，鈉電池應運來到聚光燈下。

新能源汽車自2020年下半年超預期爆發(fā)以來，鋰電池原材料價格就一路暴漲。另一邊，在政策支持下，今年大型儲能項目激增，對上游原材料需求只增不減。

據(jù)東吳證券調(diào)研顯示，今年國內(nèi)大型儲能招標已超40GWh，而這一數(shù)字在2021年還是10.1GWh；地緣政治因素引發(fā)的歐洲能源危機，導致化石能源價格大幅上升，同樣推高了儲能產(chǎn)品需求。

由于現(xiàn)階段儲能電池近八成采用的都是磷酸鐵鋰電池，換句話講，儲能和汽車產(chǎn)業(yè)鏈正在共同搶奪鋰資源。以電池級碳酸鋰為例，從去年年初至今價格已經(jīng)漲了10倍，一度在59萬元/噸的高位徘徊，而同期鈉電池使用的正極材料碳酸鈉成本僅為3000元/噸。

為了平抑鋰需求，坐了30年冷板凳的鈉電池終于上場接棒。寧王的帶頭押注，進一步推高了鈉電池的熱度。

去年7月，寧德時代發(fā)布第一代鈉電池，并計劃于2023年量產(chǎn)且形成基本產(chǎn)業(yè)鏈的消息讓“鈉電池概念股”紛紛現(xiàn)身，看好動力電池新路線的電池廠商與“蹭熱度”的炒作者先后入局，一時間好不熱鬧。

真心入局還是“蹭熱度”？

在討論一場可能發(fā)生的電池大躍進前，需要先對鈉電池有更進一步的了解。和鋰電池一樣，鈉電池同樣根據(jù)正極材料選擇的不同而存在多種路線。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，正極材料對電池的電化學特性影響是多方面的。一是電芯能量密度，正極材料的理論能量密度就是電芯能量密度的上限；二是鈉電池的功率，也會受到正極材料的影響；三是對電池壽命的影響。

以正極材料劃分，主流的選擇包括能量密度較強的層狀氧化物，主打快充、低成本的普魯士藍(白)材料和循環(huán)壽命更長的聚陰離子材料。

中國在鈉電池基礎(chǔ)研究和產(chǎn)品推進方面處于國際領(lǐng)先地位 圖源：企查查

目前，寧德時代和星空鈉電采用的普魯士藍（白）化合物材料；中科海鈉則專注于層狀氧化物路線；使用聚陰離子材料為正極材料的公司相對較少，新晉鈉電池概念股傳藝科技便是其一。

但“另辟蹊徑”的傳藝科技，在二級市場卻有借勢炒作之嫌，頗受爭議。

據(jù)了解，傳藝科技主要業(yè)務為生產(chǎn)印制電路板等電子消費品周邊產(chǎn)品，甚至是全球四大頂級鍵盤制造商柔性線路板核心部件的主要供應商，今年6月22日才宣布跨界鈉電池業(yè)務，此后股價便一路上漲——當日11.97元的收盤價，隨著公司不斷釋出鈉電池業(yè)務進展而一路攀升至53.8元（12月5日）的歷史最高點。最近一周股價雖有回落，但累計漲幅仍達276%。

值得注意的是，今年7月傳藝科技在回復深交所關(guān)注函時曾表示，自家鈉電池還沒有量產(chǎn)，也沒有量產(chǎn)客戶及訂單。

業(yè)內(nèi)也多次對其公告內(nèi)容產(chǎn)生質(zhì)疑。今年9月傳藝科技發(fā)布晚間公告稱，其孫公司傳藝鈉電將規(guī)劃建設(shè)“一期5萬噸/年、二期10萬噸六氟磷酸鈉生產(chǎn)線”，一期生產(chǎn)線投產(chǎn)日期定在了2023年3月。第二天，傳藝科技又迅速發(fā)布更正公告，將前述“六氟磷酸鈉產(chǎn)線”改為“鈉電池電解液項目”。

傳藝科技公告內(nèi)容多次引發(fā)爭議

在一位業(yè)內(nèi)人士看來“這個失誤太低級了”，任何電池行業(yè)的從業(yè)者都不應該對原材料生產(chǎn)如此沒有概念，他舉例稱，鋰電池電解液溶質(zhì)六氟磷酸鋰最大的供應商多氟多，現(xiàn)在也在做六氟磷酸鈉，并且實現(xiàn)了六氟磷酸鈉的商業(yè)化量產(chǎn)，但一年產(chǎn)能最多也就千噸，六氟磷酸鋰的年產(chǎn)能也不會超過五萬噸，“難道鈉電池的規(guī)模會在明年3月前超過鋰電池嗎？”

今年10月27日，傳藝科技發(fā)公告稱其鈉電池中試線投產(chǎn)，電池單體能量密度達到150Wh/kg-160Wh/kg，循環(huán)次數(shù)不低于4000次?！爸性嚲€”是正式量產(chǎn)前的中等規(guī)模生產(chǎn)線，將實驗室產(chǎn)品通過中試線進行小規(guī)模生產(chǎn)，兼具改進觀察的作用；循環(huán)次數(shù)則是電池壽命重要指標，電池每完成一次充放電即為循環(huán)一次。

不過，傳藝科技所發(fā)布的鈉電池指標，均對標鈉電池研發(fā)第一梯隊寧德時代、中科海鈉的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，為其真實性蒙上一層陰影。對比來看，中科海鈉作為目前全球首家GWh級鈉離子電池規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)，目前電池能量密度為145Wh/kg（瓦時/千克），循環(huán)壽命4500次。

盡管現(xiàn)階段鈉電池還沒有實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應用，但種種跡象表明，行業(yè)與資本市場的熱情已經(jīng)被點燃。

寧德時代選擇自研，中科海鈉則綁定華陽股份、多氟多和鋰電池企業(yè)蔚藍鋰芯等，明年預計將擴產(chǎn)至3-5GWh；維科技術(shù)綁定鈉創(chuàng)新能源，預計2023年6月2GWh產(chǎn)線實現(xiàn)投產(chǎn)；立方新能源、眾鈉能源等也紛紛布局GWh電池或千噸級材料產(chǎn)能。

資本同樣抓緊時間布局鈉電池賽道，據(jù)企查查數(shù)據(jù)顯示，僅2022年以來，就有不少于9家鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)獲得融資，比如今年7月初創(chuàng)公司佰思格獲得數(shù)千萬元A+輪融資，用于研發(fā)和建設(shè)鈉電池負極材料產(chǎn)線。

商業(yè)化節(jié)點遲遲未來

武漢大學化學與分子科學學院教授曹余良曾在2020年發(fā)表的論文中提出，鈉電池大規(guī)模應用的前提是提高能量密度，相應降低成本，“一旦鈉電池能量密度達到120Wh/kg時，關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點就會出現(xiàn)”。

如今“轉(zhuǎn)折點”已至，是否意味著大規(guī)模商用的必然？事實上，鈉電池不僅在技術(shù)環(huán)節(jié)和上游原材料方面仍有需要解決的問題，下游需求的不明確更是阻礙其規(guī)?；闹匾画h(huán)。

鈉電池最大的技術(shù)劣勢在于電池循環(huán)次數(shù)難以提升，能量密度無法與鋰電池相比，導致應用場景有限。

“三元鋰電池能量密度能達到300Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能達到180Wh/kg左右，鈉電池能量密度的理論天花板也就200Wh/kg，現(xiàn)在只有寧德時代第一代鈉電池能量密度達到了160Wh/kg?！?/strong>財通證券分析師佘煒超認為，從各項指標看，鈉電池僅能夠全方位超越鉛酸電池，未來可以在汽車啟停蓄電池、電動自行車和一些工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)替代。

此外，多位業(yè)內(nèi)人士表示，鈉電池僅僅理論上成本低，如果沒有一定規(guī)模，成本并沒有優(yōu)勢，進而又會影響下游應用，2023年市場啟動的可能性不大。

另一個影響因素在于鋰電池原料價格的波動。鈉電池的研發(fā)、停滯和火爆均與鋰電池息息相關(guān)，如果碳酸鋰價格在2023年走低，鈉電池商業(yè)化進程可能就會受挫。

隨著新能源國補退出進入倒計時，下游終端需求預期轉(zhuǎn)淡，并開始向上傳導至原材料市場。據(jù)上海鋼聯(lián)，電池級碳酸鋰在59萬元/噸的高位盤踞8日之久后，在11月24日終于罕見降價。當天，電池級碳酸鋰跌2500元/噸至58.75萬元/噸。最新報價顯示，截至12月7日，電池級碳酸鋰中間價報56.65萬元/噸，據(jù)高點已降2.35萬元/噸。

在多重因素共同作用下，鈉電池錯峰上位的節(jié)點只能一拖再拖。