撰文 / 塗彥平
編輯 / 張 南
設計 / 師玉超
“氯化鈉在海水中含有相當大的分量。而我從海水中提出來的就是鈉，可以用它來產生電能。
“鈉能嗎？
“是的，先生。……鈉電池能量很大，它的電動力比鋅電池要強好幾倍。”
這是法國作家凡爾納的小說《海底兩萬裏》中尼摩船長和阿羅納克斯教授的對話。這部誕生於1870年的小說，已經寫出了人類對鈉電池的想象。
而現實中鈉離子電池的出現則推遲了差不多壹百年。
1976年，Whittingham研究發現了二硫化鈦（TiS2）能夠進行鋰離子（Li+）的嵌入和脫出，並制作了Li||TiS2電池，鈉離子（Na+）在TiS2中的可逆脫嵌機制也被發現。
1980年，Armand提出“搖椅式電池”（Rocking Chair Battery）概念。鋰離子就像壹把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就在搖椅兩端來回運動。鈉離子電池同鋰離子電池的原理相同，同被稱作搖椅式電池。
原理壹樣，幾乎同時出現，但鈉離子電池和鋰離子電池兩兄弟的命運走向卻截然不同。
到了20世紀80年代，Delmas和Goodenough相繼發現了層狀氧化物材料 NaMeO2可作為鈉離子電池正極材料。（Goodenough和上面提到的Whittingham同獲2019年諾貝爾化學獎）1988年，Fouletier研究了軟碳和石墨的儲鈉性能，開啟了鈉離子電池碳類負極材料研究。
1990年，日本索尼公司基於石墨負極完成了鋰離子電池的商業化的突破，並於第二年5月投放市場。從此，鋰離子電池迎來屬於自己的時代，而鈉離子電池陷入長久的沈寂。
直到2000年，Stevens和Dahn發現硬碳材料具有優秀的鈉離子脫嵌性能，鈉離子電池負極材料的研究有了重大轉折。
2015年，由法國RS2E主導開發的全球首顆18650圓柱型鈉離子電池誕生，電芯能量密度達到90Wh/kg，循環壽命超過2000次。
此後，法國的Tiamat、英國的Faradion、美國的Natron Energy、中國的中科海鈉等公司在鈉離子電池領域均有了自己的研究成果。
2021年6月，中科海鈉推出的全球首套1MWh鈉離子電池儲能系統在山西太原正式投入運營。
圖片來源：中科海鈉
同年7月，全球動力電池龍頭老大寧德時代正式發布鈉離子電池，並明確表示已啟動產業化布局，2023年前將基本形成產業鏈。
彼時，新能源汽車正深受碳酸鋰高價之苦，鈉離子電池讓行業看到了壹種近在咫尺的替代方案。
雖然商業化比鋰離子電池晚了差不多30年，但鈉離子電池還是等來了屬於它的時代。雖遲但到，桑榆非晚。
覆蓋多元應用場景
要論資源儲量，地球上的鈉要比鋰多得多。鈉資源非常豐富，地殼豐度為2.75%，位列第6位；鋰的地殼豐度只有0.0065%，位列第27位。
而且，鈉遍布全球，而鋰75%的資源集中在美洲。所以，相比之下，鈉的供應鏈也更加安全。
因為資源豐富，鈉的價格也很實惠，2元/kg。而鋰的價格是150元/kg。鈉離子電池的材料成本要比鋰離子電池降低30%-40%。
圖片來源：中科海鈉官網
正極材料方面，鈉離子電池主要有層狀氧化物、聚陰離子化合物以及普魯士類化合物等三種路線；負極材料方面，主要是硬碳、軟碳等碳基材料。
2021年7月29日，寧德時代發布鈉離子電池，正極材料采用了克容量較高的普魯士白材料，負極材料使用了具有獨特孔隙結構的硬碳材料。基於材料體系的突破，寧德時代第壹代鈉離子電池電芯單體能量密度達160Wh/kg。
2022年12月，億緯鋰能發布了大圓柱鈉離子電池產品，正極采用層狀氧化物，負極采用硬碳，能量密度為135Wh/kg，循環次數達到2500次。
蜂巢能源計劃2023年第壹季度完成第二代鈉離子電池產品的設計定型，能量密度為135Wh/kg，第四季度計劃完成160Wh/kg的鈉離子電池開發。
因為能量密度介於鉛酸電池和鋰離子電池之間，鈉離子電池將主要應用在兩輪電動車、三輪電動車、低速電動車、儲能和新能源汽車等領域。
中科海納的鈉離子電池商業化嘗試是走在前面的，2018年首輛鈉離子電池低速電動車亮相，2019年首座鈉離子電池儲能電站問世，2021年全球套1MWh 鈉離子電池儲能系統成功投入運行。
2021年，鈉創新能源先是發布了全球首套鈉離子電池-甲醇重整制氫綜合能源系統，又與愛瑪科技聯合發布了全球首批鈉離子電池驅動雙輪電動車。
EVTank、伊維經濟研究院發布的《中國鈉離子電池行業發展白皮書（2023年）》提出，2025年之前鈉離子電池的主要出貨領域將集中在以兩輪車為代表的小動力，2025年之後在儲能領域的應用將逐步提升，2026年儲能用鈉離子電池將成為最大的應用場景。
根據2022年6月國家能源局發布的《防止電力生產事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）》，在防止電化學儲能電站火災事故方面有明確規定，“中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池”。
這個導向很明確，客觀上利好鈉離子電池在儲能領域的應用。
在乘用車端，鈉離子電池普遍只能滿足400公裏以下較低續航車型的需求。不過，寧德時代官宣的AB電池方案，通過鋰鈉混搭優勢互補，可以滿足續航500公裏的車型需求，“有望覆蓋純電動乘用車65%左右的市場”。
步入量產關鍵期
2022年，中科海鈉分別在山西太原及安徽阜陽建成鈉離子電池千噸級正負極材料和1GWh電芯生產線，率先開啟了產業化之路。
值得壹提的是，2022年3月，華為通過旗下平臺哈勃投資，認繳出資約413萬元購得中科海鈉近13.3%股份，成為其第三大股東。
進入2023年，越來越多的鈉離子電池企業公布了自己的產業化進展。
圖片來源：思皓新能源
2月23日，思皓新能源與中科海鈉聯合打造的行業首臺鈉離子電池樣車公開亮相，裝車試驗的是思皓EX10花仙子。這款鈉電版車型的續航裏程為252km，電池包容量為25kWh，電芯能量密度140Wh/kg，系統能量密度120Wh/kg，快充時間（SOC 10%-80%）為20分鐘。
中科海鈉總經理李樹軍接受媒體采訪時透露：“隨著鈉電池產業化規模的擴大，相比磷酸鐵鋰電池，行業普遍認為將有20%-30%的電芯成本優勢。當然，這壹數據也跟碳酸鋰價格相關。體現在整車上，可能有約10%的成本優勢。”
3月1日，孚能科技宣布已經收到江西江鈴集團新能源汽車有限公司EV3 鈉電池定點函，將為其供應鈉離子電池包總成，預計2023年第二季度實現量產裝車。
在3月9日進行的年報電話會中，寧德時代表示，公司鈉離子電池預計將於2023年實現產業化，具體規模取決於客戶項目的進展情況。相較鋰離子電池，公司鈉離子電池“現在成本優勢是比較明顯的，待供應鏈成熟後會更具優勢”。
3月10日，多氟多在投資者互動平臺表示，公司鈉離子電池現已有產品正在多家車廠進行車載測試。到2023年底,多氟多河南基地鈉離子電池年產能有望達到1GWh。除了自己生產鈉離子電池，多氟多已經具備千噸級的六氟磷酸鈉生產能力，並批量對外供貨。
在生產制造方面，鈉離子電池與鋰離子電池生產工藝基本類似，可以通過調試傳統的鋰離子電池產線快速完成鈉離子電池的產能布局。
墨柯告訴汽車商業評論，鈉離子電池的產業化，在技術上已經沒有什麽大問題，量產時還會有壹些具體問題需要解決，另外，還需要看下遊應用產品（如電動自行車、新能源乘用車等）對鈉離子電池的驗證過程，有可能在驗證過程中也還會發現壹些具體問題。
鋰價回落，對鈉離子電池影響幾何
鈉離子電池已經寫入多個政府文件，作為新型電池路線被鼓勵大力發展。
2023年1月，工信部等六部門印發《關於推動能源電子產業發展的指導意見》，明確提出要加快研發鈉離子電池等新型電池。“聚焦電池低成本和高安全性，加強硬碳負極材料等正負極材料、電解液等主材和相關輔材的研究，開發高效模塊化系統集成技術，加快鈉離子電池技術突破和規模化應用。”
2022年7月，我國首批鈉離子行業標準《鈉離子電池術語和詞匯》《鈉離子電池符號和命名》計劃正式下達，起草單位包括中科海鈉、寧德時代、比亞迪等單位。此舉將進壹步推動鈉離子產業的規範化。
EVTank判斷，2030年鈉離子電池的實際出貨量將達到347GWh，屆時最大的應用領域將是儲能。
EVTank還指出，目前影響鈉離子電池大規模應用最敏感的因素在於鈉離子電池與鋰離子電池和鉛酸電池的成本對比。根據它的推算，鈉離子電池的成本目前在0.84元/Wh左右，高於磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池，成本優勢尚未完全體現。
從國內機構生意社的數據來看，碳酸鋰的價格在持續走低。3月15日，電池級碳酸鋰基準價為35.9萬元/噸，相比本月初的40.8萬元/噸下降了12%，相比去年11月60.9萬元/噸的價格高點更是跌了41%。
圖片來源：生意社
如果碳酸鋰價格繼續下跌，鈉離子電池的成本優勢也就相應縮小，這會影響鈉離子電池的產業化落地嗎？
EVTank直言碳酸鋰價格的波動將是後期影響鈉離子電池大規模應用的最關鍵因子之壹。
墨柯表示：“碳酸鋰價格跌跌不休，使得鋰離子電池成本在持續走低，而鈉離子電池的成本要做到比鋰離子電池低，是需要上規模的，這些因素相互作用，確實對鈉離子電池的應用推廣不太有利。”
今年2月，多氟多在回答投資者提問時透露公司第壹批商用化量產的鈉離子電池預估成本低於鋰電池，並表示“即使碳酸鋰價格降到10萬元/噸，鈉電仍然有競爭力”。
在汽車商業評論看來，鈉離子電池的成本優勢還是其次，它最大的價值在於可以解決鋰資源供應緊張和鋰價暴漲的問題，所以，它的存在本身就是壹種制衡手段。這種存在價值不因鋰價的壹時走低就消失。
屬於鈉離子電池的時代，才剛剛開始。
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