图/比克电池
两年前，宁德时代发布旗下第一代钠离子电池，钠电池产业化大门开启；两年后，钠电池迎来高光时刻，产品正逐步导入储能、两轮车、乘用车等市场。
产业应用按下了加速键背后离不开政策催化，资本加持，研发突破，以及产业布局等。据电池网不完全统计，截至2023年7月，73家公司在钠电池制造、正极材料、负极材料、电解液等相关领域均脚踏实地布局，且多家产品预计2023年实现量产；同时，资本市场对产业链企业追逐更甚，据电池网不完全统计，23家企业进行70轮融资。产业布局方面，2023年上半年，据电池网梳理电池新能源产业链项目开工奠基、试产投产及订单情况发现，上半年钠电池领域项目建设大干快上“掀热浪”，多个项目及订单接连更新动态。
深圳市比克动力电池有限公司研发总监安伟峰
近日，深圳市比克动力电池有限公司研发总监安伟峰在与电池网交流时表示，当前，中国虽为锂离子电池生产制造大国，但由于锂资源短缺的问题限制中国成为新能源强国。考虑到钠资源在全球以及中国储量非常丰富，近年来钠电池产业布局渐热，其中，比克电池在2021年就已开始了钠电的初步研究。
抢先布局
比克电池成立于2001年，历经二十余年沉淀，致力于高能量密度电池的研发，已率先布局钠电池赛道。
据安伟峰介绍，在材料布局方面，考虑到钠离子电池的能量密度偏低的问题，比克电池在钠电研究初期就选择了能量密度稍高且供应链相对完善的层状氧化物正极材料和硬碳负极材料作为主要技术路线。
历经大量钠电电解液研究发现，在以层状氧化物钠电正极和硬碳负极为主的情况下，正负极与电解液的副反应导致电池存在长期产气问题，尤其是电池高温循环时产气现象愈发严重，这将导致电池鼓胀以及循环性能下降。严重时还可能引发电池的热安全问题。
安伟峰指出，而新型成膜添加剂成膜阻抗低，则有效隔绝了正负极与电解液之间的副反应，使得高温和低温性能双双提高。尤其是半固态电解质的出现，在改善正负极界面稳定性的同时，抑制了电池的产气现象，更好的改善了电池高温循环性能以及高温产气问题。
无独有偶，近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员赵井文博士在2023钠电池产业生态圈会议暨企业家峰会上也曾表示，固态化是提升钠离子电池综合性能的最佳解决方案之一。钠离子电池的理想形态，从安全角的度看，必然需要将溶剂最少化，抑制副反应及热致气体串扰。
为提升钠离子电池能量密度并尽早将钠离子产品推向市场，比克电池采用新型正负极材料将圆柱型钠离子电池的能量密度提升至150Wh/Kg，且具有良好的循环稳定性。
安伟峰透露，比克电池将探索更多产品型号、更高能量密度、更长循环寿命、更好安全性能，满足市场持续增长的钠电需求。
产品规划方面，比克电池未来将致力于低成本高性能钠离子电池的研究与开发，根据钠电的性能优势以及成本优势进一步优化钠电应用的细分领域，为客户提供具有性价比的产品。
产品应用方面，考虑到钠电当前的产品性能，比克电池目前研发的产品主要面向于两轮车以、低速车以及储能等领域。
难题待解
业内普遍预计，钠离子电池实现产业化发展也将在2025年之后。安伟峰同样认为，由于材料厂家的扩产周期普遍需要1年左右的时间，再加上电池厂家的研发以及终端市场的测试，因此钠离子电池产业化会在2025年之后。
安伟峰指出，钠离子电池在规模化应用过程中，除了钠离子电池产业链不完善，成本偏高以外，还存在安全性、能量密度、倍率性能、循环性能、系统设计困难、产业链及回收等问题：
1.安全性：相比金属锂而言，金属钠的活泼性更高，但目前普遍认为钠离子电池更安全，其中的机理还需要进一步深入研究；
2.能量密度：因为钠元素的原子序数较大，材料克容量发挥偏低；相比金属锂的电位，钠的电位更高，这导致钠离子电池的输出电压偏低，两个因素叠加导致电池的能量密度偏低；
3.倍率性能：由于钠离子的离子半径比锂离子更大，在固相中扩散时更加困难，相同电流下，钠离子电池倍率性能偏差；
4.循环性能：钠离子电池循环过程中持续产气，尤其是电池高温循环时产气量大的问题导致循环性能无法满足客户需求；
5.系统设计困难：目前钠离子电池在高温老化后，容量损失普遍在1~2%，这就导致电池的实际容量和设计容量无法完全匹配，导致系统设计困难；
6.产业链及回收：由于金属钠盐普遍是溶于水的，未来钠元素的回收事宜需要提前考虑；
虽然钠电产业化还面临诸多挑战，但未来整个产业发展的速度或将超预期。近日，伊维经济研究院研究部总经理/中国电池产业研究院院长吴辉表示，按照规划，到今年年底规划产能达40GWh的，到2025年全行业规划达到了300GWh。
支招盈利
截至2022年底，钠电供应链依旧很不完善，制备工艺仍不成熟，生产设备还不完善，导致钠电池生产环节不尽人意。且近期，碳酸锂期货、期权上市，碳酸锂降价带动锂电池性价比回归，钠电在成本上相对磷酸铁锂电池仍不具备优势。
“产能布局方面，目前锂离子电池的规模已经达到将近1000GWh，同期钠电材料供应商的产能仅能支撑2GWh钠离子电池的生产”，安伟峰分析，虽然部分材料厂家正在扩产，但仍无法支撑市场需求，成本问题也导致下游客户或市场不愿意去尝试钠电新技术。
种种压力下，导致目前钠电池仍未实现经济学意义上的大规模量产。
未来，为保障钠电的发展优势甚至现实盈利，安伟峰建议，从上游材料供应商、中游电池生产厂家以及国家政策等角度进行考虑：
上游材料供应商方面，建议扩大材料生产规模降低材料生产成本；扩大生产规模的同时也需要向下游电池厂提供批次稳定优良的原材料；
中游电池生产厂家方面，建议通过优选低成本材料，降低电池的成本；通过优化匀浆工艺实现产品合格率的提升，从而降低电池成本；
国家政策方面，由于当前钠离子电池供应链处于完善期间，短期内钠离子电池的成本依旧无法实现大规模下降，需要政府从更高的层面出台一些补贴政策，甚至是一些强制性规范，来加快钠离子电池的市场应用。
在上述产业链企业共同努力下，供应链将得到培育，产能也将开始爬坡，出货量方面，预计今年钠离子电池实际出货量约3GWh，未来，随着技术突破、产能释放、产业完善，预计到2030年钠离子电池的实际出货量将达到347GWh，年平均复合增长率达97%。
结语：日前，我国第2000万辆新能源汽车下线。今年1-7月，我国新能源汽车销量达452.6万辆，同比增长41.7%，市场占有率达到29%，其中，出口达63.6万辆，同比增长1.5倍；我国动力电池累计装车量184.4GWh，累计同比增长37.3%，其中，出口达67.1GWh。
经过多年培育，中国新能源汽车产业已经跑出加速度，锂电池产业发展已相对成熟，当下，钠电池的研发在某种程度上看是站在锂电池的肩膀上进行，在生产及工艺等方面均可得到借鉴。种一棵树最好的时间是十年前，其次是现在，新一轮电池风口已来，抢先布局且坚持不断创新者，在钠电池的“春天”来临之际才能成为主角，比克电池能否御风而上，值得期待。
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