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被铁锂夺回的500km EV，又被钠电盯上

时间:2022-12-05 08:56来源:NE时代新能源 作者:NE时代
点击: 次

比亚迪、宁德时代、中科海钠等钠离子电池上下游企业近期更新了产业化推进情况。综合各方声音，NE时代对钠离子电池的推广动因、最新产业化现状、应用领域等进行了梳理。
虽然钠离子电池当前仍处于产业化推广阶段，但不少上下游企业已为它设定好了冒险之旅的方向——500km续航以内的BEV。就在两年前，磷酸铁锂凭借电池包的结构创新，从三元锂电池手里夺回中低续航电动汽车的心。如今，钠离子电池又要凭借资源和性能优势，从磷酸铁锂虎口夺食。

为什么推广钠离子电池？
与锂离子电池相比，钠离子电池在资源丰富度、成本、安全性等方面具有一定优势。
从资源角度看，钠储量非常丰富，地壳中钠元素丰度排第6，是锂储量的400多倍。中国的钠资源储量占了全球储量的22%，钠离子电池的开发应用能在一定程度上缓解由于锂资源依赖进口、锂电原材料价格波动而引发的新能源产业发展授信问题，有效维护了供应链的安全。同时钠电材料用到了铜、铁、锰等元素，其地壳丰度也很高，大大降低了钴等贵金属的使用。钠电负极材料方面，硬碳来源比较广泛，不需要高温实现碳化，相对于现有商用化的锂电材料使用的石墨化材料，能耗更低、成本更低、也更加绿色环保。
目前短期的供需矛盾叠加人为炒作，碳酸锂原材料出现价格暴涨，这给产业链带来了短期的困扰。在这样的大背景下，唯有技术创新才是缓解资源压力的有效途径，钠离子电池也应运而生，具有重要的战略意义。

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从元素周期表来看，钠是最接近锂的元素，并是最有可能在近期实现产业化的技术。而且其电池技术与锂离子电池最为接近类似。
性能优势，如低温性能好、化学结构稳定、更加安全。同时在系统存储上有更大的空间可以进行结构精简，存储率有望突破80%，成本会进一步的降低，更好地适配碳中和背景下不断细分的市场需求。

在500km以内EV和储能市场拥有市场
上下游企业均认同，预计未来随着产业投入加大，高性价比的钠离子电池有望成为锂离子电池的重要补充，对于保障我国能源安全具有重大的意义。
由于成本优势和低温性能的优势，决定了钠电将更有机会用于千亿级的铅酸市场，结合电池结构的创新，钠电将在乘用车的A0/A00级细分市场和全天候的储能市场替代锂离子电池。
中国工程院院士陈立泉认为，当前钠离子电池尚处于推广期，随着产业链的完善，技术成熟度的提高和规模效应，钠离子电池的成本有望低于磷酸铁锂电池20%以上，为大规模的推广钠离子电池创造了有利的条件。
宁德时代对第一代钠电和磷酸铁锂电池进行了六个维度的对比：两种材料的电池在安全、长寿命不相上下，而磷酸铁锂电池在能量密度上更有优势，钠电在系统集成效率、低温性能和快充性能上比较优秀。如钠电在低温负20℃保持率达90%，系统集成度可突破80%。
宁德时代于2021年发布了第一代钠离子电池产品，能量密度率先突破160Wh/kg，还在持续进行技术的升级。第二代的钠离子电池产品能量密度将达到200Wh/kg。在系统的集成方面，其首创的 AB 电池技术可进一步提升系统的能量密度，也加速了钠离子电池的产业化落地。
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乘用车应用上，用续航说明更易懂：乘用车应用方面，钠离子电池可以满足续航400公里以下的车型需求。再加上宁德时代所创的 AB 电池技术，锂钠混搭优势互补，进一步提高了电池系统的能量密度。钠离子电池的应用有望可以扩展到500公里续航的车型范围，因此会面向65%左右的市场，应用情景非常广阔。
中科海钠，对钠电的产业化进程是以材料为基础的全产业链能力。其中正负级材料和电解液是基础；电解液是和合作厂家共同研发生产。
正负极材料容量提升的计划，目前正极材料大概是130 mAh/g，负极大概是320 mAh/g，均为扣除了首次效率的有效容量，未来每一年都有一个稳步的提升。估计在2024年材料的能量密度就可以支撑电芯达到目前磷酸铁锂的水平，未来可以超过现有磷酸铁锂的水平。
能量密度方面，作为对照，磷酸铁锂的体积能量密度目前大概是360 Wh/L，还是比较高的水平。目前中科海钠做到了钠离子电池280 Wh/L，计划2023年提升到330 Wh/L，2024年与现在磷酸铁锂电池能量密度水平相当，未来也能够再超过这个水平。
循环寿命方面，目前大概是3000-4000次的水平。随着材料和电池的量产，整个材料和电芯的稳定性、杂质的含量都能够得到有效改善。循环次数提升到6000次是比较快的，之后可以逐步的提升到8000次和10000次。循环寿命的提升跟能量密度提升并不是完全同步的。一般来说能量密度高的电芯循环寿命会低一些，循环寿命高的电芯能量密度也会稍微低一些。

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电芯规划方面，小的圆柱电芯，中科海钠设计的是26700，从3Ah起步，可快速地提升到3.5、4Ah，寿命大概在3000-5000次，主要用于小动力和小储能场景。中等尺寸的圆柱公司定义的是32140，大概从12Ah起步，后续快速提升到15Ah。未来还有46系列的圆柱和60系列的圆柱，单体容量大概在30Ah和50Ah，寿命也是3000-5000次。这个是未来圆柱的主力形态，有比较广泛的应用，除了小动力和小储能之外，像 A00 级的乘用车、户用储能、工商业储能方面，可能都是未来的主力产品。
方形电芯方面，小方形是27-148系列，比较通用，主要用于小型储能，包括一些启动电源。60-160的产品更多适合于家庭储能、工商业储能、通信领域的备用电源。大方形电池，最常见的是72-173-207，磷酸铁锂电池中广泛用于电力储能。钠离子电池可能从240Ah起步，后续提升到280Ah或者300Ah，循环寿命5000-8000次，未来提升到10000次以上。主要用于大型的电力储能、工业车辆和商用车等领域。
未来的技术提升，更多的来自于正负级材料和电解液的性能提升。主要的产品形态对应于磷酸铁锂电池的中/大尺寸的圆柱和方形电芯。
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据《晚点 Auto》获悉，比亚迪计划于 2023 年二季度量产钠离子电池，搭载于秦 EV、海豚及新车型海鸥中。比亚迪旗下动力电池公司弗迪电池承担钠离子电池的研发、量产任务，目前钠离子电池处于样品验证阶段。海鸥将于2023年推出，是一款 8 万-10 万元的 A0 级小型轿车。

产业化仍处于初期阶段
目前钠离子产业化仍处于初期推广阶段。从公开信息看出，我国在全球范围内已率先实现了钠离子电池材料和电芯的量产，正式开启钠离子电池产业化元年。
部分钠离子电池企业的产业布局及计划：

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中科海钠：成立于2017年2月，专注于钠离子电池材料和电芯开发的公司。21年与华阳集团合作，在山西建立万吨级钠离子电池正负极材料，分两期建设。今年已完成1期千吨级的正负极材料建设，电芯方面，2022年7月28日，与三峡、阜阳政府合作在阜阳建设的1GWh钠离子电池生产线落成。2022年9月30日，与华阳集团合作建设的山西阳泉1GWh钠离子电芯生产线投运。

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钠创新能源：业务集中在钠离子电池的正极材料及电解液的研发生产方面，计划在今年实现3000吨正极材料和5000吨电解液的投产，并在未来的3-5年内，分期建设8万吨正极材料和配套电解液生产。2022年10月25日，年产4万吨的钠离子正极材料项目一期投产运行。
振华新材料：主攻单晶三元技术路线，钠电方面采用层状氧化物路线，一次颗粒大单晶技术应用在钠离子材料中优势明显，截至2022年7月末，钠离子电池正极材料累计已送样0.65吨、销售4.13吨，实现吨级产出并销售。公司预计2022Q4完成主要客户初步评估。2022年3月28日，将现有年产1万吨的锂离子电池生产线进行改造，满足年产1.2万吨钠离子电池正级材料自动化生产的要求。
容百科技：正在进行钠离子电池锰铁普鲁士白及层状氧化物正极材料的技术研发和产线建设，相关信息显示其可在今年实现吨级产出。
佰思格：2022年7月26日，获得融资用于高容量钠（锂）电池硬碳负极材料研发和万吨级自动产线的建设。目前硬炭是钠电唯一可用的量产负极材料，当前的材料需求缺口也非常大。因此，佰思格认为，虽然目前处于初级阶段的状态，但是钠电本身在材料端的增长率非常高的，包括电芯端。
佰思格目前量产成熟的产品主要有三款。YHC-2与NHC-2主要用于对容量要求不是很高的场合，成本相较高容量也低一些。高容量主要用在对能量密度、压实密度要求比较高的场合。当前的产品布局，第一代和第二代已经实现了批量的供应量产。第三代产品在23年Q3在实验室已经正式合成成功，最低的比容量也在360以上。
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多氟多：最早布局钠离子电池电解液的公司。19年建立了六氟磷酸钠生产线。2022年7月22日，对外发布已实现六氟磷酸钠的商业化量产，有稳定的出货，目前具备年产千吨六氟磷酸钠的生产能力。
目前已经在持续供应，与华阳集团深度合作，单吨价格在70-80万，2022年保守带来亿元级别收入。
将来随着钠离子电池需求增长，六氟磷酸锂产线可以柔性切换到六氟磷酸钠，技术储备—小试—中试—送样—小批量—大批量—产线切换。
传艺钠电：10月24日将钠离子电池项目原有的I期规划产能扩增逾2倍，从2GWh增至4.5GWh，拟于2022年年底前完成厂房及中试线的建设施工和产品中试，并于2023年初完成I期产能投产。传艺钠电目前建有两条钠离子电池产线，电池产品分别适用于两轮电动车和储能，钠离子电池的正负极材料均为自产，电解液材料自身研发并与外部企业合作。10月27日中试线投产仪式，中试线投资约5000万元具备200MWh钠电池及正负极生产能力，单体能量密度150-160wh/kg，循环次数不低于4000次。
 
天赐材料：作为电解液龙头，2021年已有六氟磷酸钠量产技术（可将原有的六氟磷酸锂产线切换成六氟磷酸钠），参与了宁德时代钠离子电池产业链布局。钠离子电池电解液开发项目处于中试阶段。
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 磷酸铁锂 钠电池
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