鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化面臨挑戰(zhàn)

　　此前，多家機構預測今年會是“鈉電池量產(chǎn)元年”，但目前已公布鈉離子電池“上車”計劃的車型并不多。特別是今年以來，碳酸鋰價格有所回落，進一步增加了市場對鈉離子電池作為“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原因。一是價格優(yōu)勢。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，且材料成本遠低于鋰離子電池。正極原料碳酸鈉價格常年保持在3000元/噸，遠低于碳酸鋰價格，正極其他主要元素鐵、錳、銅也都是大宗廉價商品，負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。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，短路時瞬時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。此外，鈉離子電池充放電倍率性能好，可實現(xiàn)功率快速響應，適合電力系統(tǒng)儲能應用。

　　但是，如今鈉離子電池的價格優(yōu)勢不再明顯。隨著企業(yè)加速布局鋰礦，國內(nèi)電池級碳酸鋰價格從今年年初開始快速下跌，進入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，當碳酸鋰價格為20萬元/噸時，量產(chǎn)鈉離子電池成本為鋰離子電池的76%;而當碳酸鋰價格達5萬元/噸時，兩者成本差距僅約5%。碳酸鋰價格下降勢必削弱鈉離子電池的市場吸引力。

　　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)設備，但產(chǎn)業(yè)尚未形成健全的供應鏈。一是鈉離子電池材料體系尚未取得行業(yè)共識。以正極材料為例，層狀氧化物相關量產(chǎn)技術已基本攻克，但普魯士藍結晶水去除困難，相關制備技術仍在攻關，聚陰離子正極相關量產(chǎn)技術也處于開發(fā)階段。負極材料方面，硬碳比容量較高，但一般采用生物質前驅體，產(chǎn)碳率低，成本和規(guī)?；写媪觿?。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標準尚不完善，不同技術路線下電池電壓平臺各異，對電池管理系統(tǒng)及逆變器也提出了更高要求。此外，鈉離子補償、壽命預測等技術還有待開發(fā)。

　　在應用方面，還需要找到合適的應用場景。

　　發(fā)揮鈉離子電池成本優(yōu)勢需要以大規(guī)模量產(chǎn)作為前提條件。當前鋰電池電動汽車在北方寒冷地區(qū)推廣效果不佳，憑借更強的低溫適應性，鈉離子電池有望首先在北方地區(qū)打開市場。對于電動兩輪車等細分市場，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)中心等機構的不間斷電源。尤其是在電力系統(tǒng)儲能領域，鈉離子電池有望成為目前成本最低的電化學儲能技術，真正實現(xiàn)大規(guī)模風電、光伏發(fā)電的經(jīng)濟并網(wǎng)。

　　經(jīng)過多年積累，我國在鈉離子電池領域已有較強研發(fā)和人才基礎，實驗室和產(chǎn)業(yè)化之間的壁壘正在瓦解，如何在發(fā)展初期尋找具有競爭力的利基市場，同步實現(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)展的關鍵。(本文來源：經(jīng)濟日報 作者：劉 堅 鐘財富)