圖/比克電池
兩年前，寧德時代發布旗下第一代鈉離子電池，鈉電池產業化大門開啟；兩年后，鈉電池迎來高光時刻，產品正逐步導入儲能、兩輪車、乘用車等市場。
產業應用按下了加速鍵背后離不開政策催化，資本加持，研發突破，以及產業布局等。據電池網不完全統計，截至2023年7月，73家公司在鈉電池制造、正極材料、負極材料、電解液等相關領域均腳踏實地布局，且多家產品預計2023年實現量產；同時，資本市場對產業鏈企業追逐更甚，據電池網不完全統計，23家企業進行70輪融資。產業布局方面，2023年上半年，據電池網梳理電池新能源產業鏈項目開工奠基、試產投產及訂單情況發現，上半年鈉電池領域項目建設大干快上“掀熱浪”，多個項目及訂單接連更新動態。
深圳市比克動力電池有限公司研發總監安偉峰
近日，深圳市比克動力電池有限公司研發總監安偉峰在與電池網交流時表示，當前，中國雖為鋰離子電池生產制造大國，但由于鋰資源短缺的問題限制中國成為新能源強國?？紤]到鈉資源在全球以及中國儲量非常豐富，近年來鈉電池產業布局漸熱，其中，比克電池在2021年就已開始了鈉電的初步研究。
搶先布局
比克電池成立于2001年，歷經二十余年沉淀，致力于高能量密度電池的研發，已率先布局鈉電池賽道。
據安偉峰介紹，在材料布局方面，考慮到鈉離子電池的能量密度偏低的問題，比克電池在鈉電研究初期就選擇了能量密度稍高且供應鏈相對完善的層狀氧化物正極材料和硬碳負極材料作為主要技術路線。
歷經大量鈉電電解液研究發現，在以層狀氧化物鈉電正極和硬碳負極為主的情況下，正負極與電解液的副反應導致電池存在長期產氣問題，尤其是電池高溫循環時產氣現象愈發嚴重，這將導致電池鼓脹以及循環性能下降。嚴重時還可能引發電池的熱安全問題。
安偉峰指出，而新型成膜添加劑成膜阻抗低，則有效隔絕了正負極與電解液之間的副反應，使得高溫和低溫性能雙雙提高。尤其是半固態電解質的出現，在改善正負極界面穩定性的同時，抑制了電池的產氣現象，更好的改善了電池高溫循環性能以及高溫產氣問題。
無獨有偶，近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所研究員趙井文博士在2023鈉電池產業生態圈會議暨企業家峰會上也曾表示，固態化是提升鈉離子電池綜合性能的最佳解決方案之一。鈉離子電池的理想形態，從安全角的度看，必然需要將溶劑最少化，抑制副反應及熱致氣體串擾。
為提升鈉離子電池能量密度并盡早將鈉離子產品推向市場，比克電池采用新型正負極材料將圓柱型鈉離子電池的能量密度提升至150Wh/Kg，且具有良好的循環穩定性。
安偉峰透露，比克電池將探索更多產品型號、更高能量密度、更長循環壽命、更好安全性能，滿足市場持續增長的鈉電需求。
產品規劃方面，比克電池未來將致力于低成本高性能鈉離子電池的研究與開發，根據鈉電的性能優勢以及成本優勢進一步優化鈉電應用的細分領域，為客戶提供具有性價比的產品。
產品應用方面，考慮到鈉電當前的產品性能，比克電池目前研發的產品主要面向于兩輪車以、低速車以及儲能等領域。
難題待解
業內普遍預計，鈉離子電池實現產業化發展也將在2025年之后。安偉峰同樣認為，由于材料廠家的擴產周期普遍需要1年左右的時間，再加上電池廠家的研發以及終端市場的測試，因此鈉離子電池產業化會在2025年之后。
安偉峰指出，鈉離子電池在規?；瘧眠^程中，除了鈉離子電池產業鏈不完善，成本偏高以外，還存在安全性、能量密度、倍率性能、循環性能、系統設計困難、產業鏈及回收等問題：
1.安全性：相比金屬鋰而言，金屬鈉的活潑性更高，但目前普遍認為鈉離子電池更安全，其中的機理還需要進一步深入研究；
2.能量密度：因為鈉元素的原子序數較大，材料克容量發揮偏低；相比金屬鋰的電位，鈉的電位更高，這導致鈉離子電池的輸出電壓偏低，兩個因素疊加導致電池的能量密度偏低；
3.倍率性能：由于鈉離子的離子半徑比鋰離子更大，在固相中擴散時更加困難，相同電流下，鈉離子電池倍率性能偏差；
4.循環性能：鈉離子電池循環過程中持續產氣，尤其是電池高溫循環時產氣量大的問題導致循環性能無法滿足客戶需求；
5.系統設計困難：目前鈉離子電池在高溫老化后，容量損失普遍在1~2%，這就導致電池的實際容量和設計容量無法完全匹配，導致系統設計困難；
6.產業鏈及回收：由于金屬鈉鹽普遍是溶于水的，未來鈉元素的回收事宜需要提前考慮；
雖然鈉電產業化還面臨諸多挑戰，但未來整個產業發展的速度或將超預期。近日，伊維經濟研究院研究部總經理/中國電池產業研究院院長吳輝表示，按照規劃，到今年年底規劃產能達40GWh的，到2025年全行業規劃達到了300GWh。
支招盈利
截至2022年底，鈉電供應鏈依舊很不完善，制備工藝仍不成熟，生產設備還不完善，導致鈉電池生產環節不盡人意。且近期，碳酸鋰期貨、期權上市，碳酸鋰降價帶動鋰電池性價比回歸，鈉電在成本上相對磷酸鐵鋰電池仍不具備優勢。
“產能布局方面，目前鋰離子電池的規模已經達到將近1000GWh，同期鈉電材料供應商的產能僅能支撐2GWh鈉離子電池的生產”，安偉峰分析，雖然部分材料廠家正在擴產，但仍無法支撐市場需求，成本問題也導致下游客戶或市場不愿意去嘗試鈉電新技術。
種種壓力下，導致目前鈉電池仍未實現經濟學意義上的大規模量產。
未來，為保障鈉電的發展優勢甚至現實盈利，安偉峰建議，從上游材料供應商、中游電池生產廠家以及國家政策等角度進行考慮：
上游材料供應商方面，建議擴大材料生產規模降低材料生產成本；擴大生產規模的同時也需要向下游電池廠提供批次穩定優良的原材料；
中游電池生產廠家方面，建議通過優選低成本材料，降低電池的成本；通過優化勻漿工藝實現產品合格率的提升，從而降低電池成本；
國家政策方面，由于當前鈉離子電池供應鏈處于完善期間，短期內鈉離子電池的成本依舊無法實現大規模下降，需要政府從更高的層面出臺一些補貼政策，甚至是一些強制性規范，來加快鈉離子電池的市場應用。
在上述產業鏈企業共同努力下，供應鏈將得到培育，產能也將開始爬坡，出貨量方面，預計今年鈉離子電池實際出貨量約3GWh，未來，隨著技術突破、產能釋放、產業完善，預計到2030年鈉離子電池的實際出貨量將達到347GWh，年平均復合增長率達97%。
結語：日前，我國第2000萬輛新能源汽車下線。今年1-7月，我國新能源汽車銷量達452.6萬輛，同比增長41.7%，市場占有率達到29%，其中，出口達63.6萬輛，同比增長1.5倍；我國動力電池累計裝車量184.4GWh，累計同比增長37.3%，其中，出口達67.1GWh。
經過多年培育，中國新能源汽車產業已經跑出加速度，鋰電池產業發展已相對成熟，當下，鈉電池的研發在某種程度上看是站在鋰電池的肩膀上進行，在生產及工藝等方面均可得到借鑒。種一棵樹最好的時間是十年前，其次是現在，新一輪電池風口已來，搶先布局且堅持不斷創新者，在鈉電池的“春天”來臨之際才能成為主角，比克電池能否御風而上，值得期待。
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