鈉電池進(jìn)化

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

寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森

鈉電池的研發(fā)原本就與鋰電池同時(shí)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(fù)極、隔膜和電解液組成，依靠鈉離子或鋰離子在電池正負(fù)極之間移動(dòng)實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和輸出；由于鈉電池和鋰電池都可以重復(fù)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(fù)極材料、隔膜和電解液都需進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。

盡管部分技術(shù)指標(biāo)遜于鋰電池，但鈉電池勝在原材料儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)后也會(huì)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(yīng)，其成本有望比磷酸鐵鋰電池低20%。”中國(guó)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(shì)。

動(dòng)力電池向來(lái)是“無(wú)鈷可以、無(wú)鎳也行，但鋰永遠(yuǎn)在”，近年來(lái)，汽車與儲(chǔ)能行業(yè)的同時(shí)轉(zhuǎn)型，使得動(dòng)力電池最重要的原材料“鋰”不斷承壓，鈉電池應(yīng)運(yùn)來(lái)到聚光燈下。

新能源汽車自2020年下半年超預(yù)期爆發(fā)以來(lái)，鋰電池原材料價(jià)格就一路暴漲。另一邊，在政策支持下，今年大型儲(chǔ)能項(xiàng)目激增，對(duì)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(guó)內(nèi)大型儲(chǔ)能招標(biāo)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(jī)，導(dǎo)致化石能源價(jià)格大幅上升，同樣推高了儲(chǔ)能產(chǎn)品需求。

由于現(xiàn)階段儲(chǔ)能電池近八成采用的都是磷酸鐵鋰電池，換句話講，儲(chǔ)能和汽車產(chǎn)業(yè)鏈正在共同搶奪鋰資源。以電池級(jí)碳酸鋰為例，從去年年初至今價(jià)格已經(jīng)漲了10倍，一度在59萬(wàn)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(chǎng)接棒。寧王的帶頭押注，進(jìn)一步推高了鈉電池的熱度。

去年7月，寧德時(shí)代發(fā)布第一代鈉電池，并計(jì)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(dòng)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(shí)間好不熱鬧。

真心入局還是“蹭熱度”？

在討論一場(chǎng)可能發(fā)生的電池大躍進(jìn)前，需要先對(duì)鈉電池有更進(jìn)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(duì)電池的電化學(xué)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(huì)受到正極材料的影響；三是對(duì)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(qiáng)的層狀氧化物，主打快充、低成本的普魯士藍(lán)(白)材料和循環(huán)壽命更長(zhǎng)的聚陰離子材料。

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

目前，寧德時(shí)代和星空鈉電采用的普魯士藍(lán)（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(duì)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(jí)市場(chǎng)卻有借勢(shì)炒作之嫌，頗受爭(zhēng)議。

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

值得注意的是，今年7月傳藝科技在回復(fù)深交所關(guān)注函時(shí)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(duì)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(wàn)噸/年、二期10萬(wàn)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(xiàng)目”。

傳藝科技公告內(nèi)容多次引發(fā)爭(zhēng)議

在一位業(yè)內(nèi)人士看來(lái)“這個(gè)失誤太低級(jí)了”，任何電池行業(yè)的從業(yè)者都不應(yīng)該對(duì)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(yīng)商多氟多，現(xiàn)在也在做六氟磷酸鈉，并且實(shí)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(huì)超過(guò)五萬(wàn)噸，“難道鈉電池的規(guī)模會(huì)在明年3月前超過(guò)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(dá)到150Wh/kg-160Wh/kg，循環(huán)次數(shù)不低于4000次。“中試線”是正式量產(chǎn)前的中等規(guī)模生產(chǎn)線，將實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品通過(guò)中試線進(jìn)行小規(guī)模生產(chǎn)，兼具改進(jìn)觀察的作用；循環(huán)次數(shù)則是電池壽命重要指標(biāo)，電池每完成一次充放電即為循環(huán)一次。

不過(guò)，傳藝科技所發(fā)布的鈉電池指標(biāo)，均對(duì)標(biāo)鈉電池研發(fā)第一梯隊(duì)寧德時(shí)代、中科海鈉的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，為其真實(shí)性蒙上一層陰影。對(duì)比來(lái)看，中科海鈉作為目前全球首家GWh級(jí)鈉離子電池規(guī)模化生產(chǎn)企業(yè)，目前電池能量密度為145Wh/kg（瓦時(shí)/千克），循環(huán)壽命4500次。

盡管現(xiàn)階段鈉電池還沒有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，但種種跡象表明，行業(yè)與資本市場(chǎng)的熱情已經(jīng)被點(diǎn)燃。

寧德時(shí)代選擇自研，中科海鈉則綁定華陽(yáng)股份、多氟多和鋰電池企業(yè)蔚藍(lán)鋰芯等，明年預(yù)計(jì)將擴(kuò)產(chǎn)至3-5GWh；維科技術(shù)綁定鈉創(chuàng)新能源，預(yù)計(jì)2023年6月2GWh產(chǎn)線實(shí)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(jí)材料產(chǎn)能。

資本同樣抓緊時(shí)間布局鈉電池賽道，據(jù)企查查數(shù)據(jù)顯示，僅2022年以來(lái)，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(wàn)元A+輪融資，用于研發(fā)和建設(shè)鈉電池負(fù)極材料產(chǎn)線。

商業(yè)化節(jié)點(diǎn)遲遲未來(lái)

武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)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(yīng)用的前提是提高能量密度，相應(yīng)降低成本，“一旦鈉電池能量密度達(dá)到120Wh/kg時(shí)，關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)就會(huì)出現(xiàn)”。

如今“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”已至，是否意味著大規(guī)模商用的必然？事實(shí)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(wèn)題，下游需求的不明確更是阻礙其規(guī)模化的重要一環(huán)。

鈉電池最大的技術(shù)劣勢(shì)在于電池循環(huán)次數(shù)難以提升，能量密度無(wú)法與鋰電池相比，導(dǎo)致應(yīng)用場(chǎng)景有限。

“三元鋰電池能量密度能達(dá)到300Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能達(dá)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(shí)代第一代鈉電池能量密度達(dá)到了160Wh/kg。”財(cái)通證券分析師佘煒超認(rèn)為，從各項(xiàng)指標(biāo)看，鈉電池僅能夠全方位超越鉛酸電池，未來(lái)可以在汽車啟停蓄電池、電動(dòng)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(shì)，進(jìn)而又會(huì)影響下游應(yīng)用，2023年市場(chǎng)啟動(dòng)的可能性不大。

另一個(gè)影響因素在于鋰電池原料價(jià)格的波動(dòng)。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(jià)格在2023年走低，鈉電池商業(yè)化進(jìn)程可能就會(huì)受挫。

隨著新能源國(guó)補(bǔ)退出進(jìn)入倒計(jì)時(shí)，下游終端需求預(yù)期轉(zhuǎn)淡，并開始向上傳導(dǎo)至原材料市場(chǎng)。據(jù)上海鋼聯(lián)，電池級(jí)碳酸鋰在59萬(wàn)元/噸的高位盤踞8日之久后，在11月24日終于罕見降價(jià)。當(dāng)天，電池級(jí)碳酸鋰跌2500元/噸至58.75萬(wàn)元/噸。最新報(bào)價(jià)顯示，截至12月7日，電池級(jí)碳酸鋰中間價(jià)報(bào)56.65萬(wàn)元/噸，據(jù)高點(diǎn)已降2.35萬(wàn)元/噸。

在多重因素共同作用下，鈉電池錯(cuò)峰上位的節(jié)點(diǎn)只能一拖再拖。

關(guān)鍵詞： 能量密度 傳藝科技 六氟磷酸