日前，廣州發展發布洪湖市經開區100兆瓦/200兆瓦時鈉離子儲能電站示范項目一期50兆瓦/100兆瓦時儲能系統集成采購中標候選人公示，上海融和元儲能源有限公司以1.03億元的投標價成為第一中標候選人，折合單價為1.03元/瓦時。若進展順利，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”技術路線，以成本優勢為賣點的鈉電池，其儲能項目中標價格卻遠高于鋰電池儲能目前0.65元/瓦時的中標均價。市場不免質疑，鈉電池是否還具備市場競爭力？業內人士指出，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化進展。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、安全等方面獨具優勢，隨著相關產品規模化生產，鈉電池前景依然值得期待。

 

呈現出積極發展態勢

 

       鈉電池與鋰電池研發幾乎同時起步，兩者充放電機理也類似，但受制于技術瓶頸，前者相關研究一度陷入停滯，直至2010年左右，鈉電池正負極材料取得突破性進展，學術研究和產業嘗試明顯加快。近年來，主管部門出臺一系列支持政策，加速鈉電池產業化進程。

 

       2023年被業內稱為鈉電池發展元年，國內涌現出一批產業鏈企業，成功完成產業“0”到“1”的積累，形成較為完善的產業鏈。上游正負極材料代表企業有珈鈉能源、英鈉新能源、眾鈉能源、佰思格、天目先導等，一些大型企業如中鹽化工、杉杉股份也在積極布局。超過30家企業布局電解液，一類是具有規模化生產經驗的鋰電電解液材料企業，如天賜材料、新宙邦、多氟多等；第二類是全面布局鈉電池產業鏈的初創企業，中科海鈉、鈉創新能源等；第三類是公司傳統主業產業鏈技術和應用向鈉電池方向業務延伸，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%。傳統鋰電池企業寧德時代、鵬輝能源也紛紛涉足鈉電領域。

 

       目前，鈉電池在兩輪電動車、儲能、數據中心、通信基站、煤礦井下、工程車輛等領域均實現了應用。在近日召開的第三屆鈉離子電池產業鏈與標準發展論壇上，中關村儲能產業技術聯盟常務副理事長俞振華介紹，今年以來，鈉電池展現出強勁的發展勢頭，據不完全統計，簽約、備案、開工的鈉電項目超過20個，涉及電芯、正負極材料等諸多細分領域，項目投資總額近400億元。此外，今年國內首個10兆瓦時鈉電池儲能電站在廣西南寧正式投運，新疆巴里坤融合了半固態電池、鈉離子電池、磷酸鐵鋰電池、液流電池的儲能項目實現并網。未來鈉電有望在儲能領域實現更多的落地應用。

 

具有獨特優勢

 

       中科海鈉總經理李樹軍指出，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73.8%，但我國鋰資源僅占全球的6.3%，對外依存度高達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，給產業健康發展帶來巨大沖擊。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”這一關鍵資源儲量及分布不均和價格波動對于供應鏈帶來的影響和“卡脖子”隱患。因此，在中國發展鈉電池意義重大。

 

       中國電子技術標準化研究院高級工程師劉冉冉指出，鈉電池本質安全性更好。鋰電池使用的EC（碳酸亞乙酯）基有機電解液，在高溫、過充等條件下容易分解析出一氧化碳、氫氣等易燃氣體，引發起火爆炸，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）基有機電解液，但其析出二氧化碳占比高于鋰電池，析出的易燃氣體占比低于鋰電池。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，引發電池內部短路，進而導致起火爆炸。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。而鈉電池負極材料硬碳與鋰電池的石墨層狀結構不同，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到140瓦時/千克，雖然低于磷酸鐵鋰電池，但遠高于鉛酸電池。

 

       “能量密度是短板，但提升很快，預計最晚2026年鈉電池能量密度可以和磷酸鐵鋰電池持平。”李樹軍進一步指出，中國鈉電池基礎研究與應用領域的專利和學術論文數量全球占比超過一半，其基礎和應用研究，自產業初期便處于領先地位。

 

長期前景依然看好

 

       快速降低成本，把鈉電池理論成本優勢轉變為現實優勢是產業發展的關鍵。

 

       鈉電的產業化進程不會因為碳酸鋰價格波動發生根本性的轉變。劉冉冉指出，鈉電池的理論成本更低。正極方面，應用的銅、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；負極方面，鈉電池負極材料由普通無煙煤加工而成，成本遠低于鋰電池的負極石墨；電解液方面，六氟磷酸鈉價格遠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。

 

       業內對鈉電池前景持樂觀態度，隨著生產基地產能爬坡和產業鏈逐步成熟，鈉電池成本將快速下行。劉冉冉指出，目前，國內已有多家企業成功實現鈉電池規模化生產，截至2023年6月，全國已投產鈉電池產能達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，預計今年鈉電池需求量將達11.9吉瓦時，出貨量有望首次突破1吉瓦時。到2025年，我國鈉電池的規劃產能將達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，開發聚陰離子、普魯士藍正極低成本錳基材料，簡化硬碳負極工序，篩選合適的生產原料，加快研究低濃度電解液中電池性能，以全流程優化生產工藝降低成本。

 

       在未來市場競爭中，鈉電池向上可補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。劉冉冉預計，2028年左右鈉電池產業趨于成熟，尤其是在低速電動車領域，屆時鉛酸電池、鈉電池和鋰電池市場占比分別為40%、45%和15%。