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“氯化鈉在海水中含有相當(dāng)大的分量。而我從海水中提出來的就是鈉，可以用它來產(chǎn)生電能。

“鈉能嗎？

“是的，先生。……鈉電池能量很大，它的電動(dòng)力比鋅電池要強(qiáng)好幾倍。”

這是法國作家凡爾納的小說《海底兩萬里》中尼摩船長和阿羅納克斯教授的對話。這部誕生于1870年的小說，已經(jīng)寫出了人類對鈉電池的想象。

而現(xiàn)實(shí)中鈉離子電池的出現(xiàn)則推遲了差不多一百年。

1976年，Whittingham研究發(fā)現(xiàn)了二硫化鈦（TiS2）能夠進(jìn)行鋰離子（Li+）的嵌入和脫出，并制作了Li||TiS2電池，鈉離子（Na+）在TiS2中的可逆脫嵌機(jī)制也被發(fā)現(xiàn)。

1980年，Armand提出“搖椅式電池”（Rocking Chair Battery）概念。鋰離子就像一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就在搖椅兩端來回運(yùn)動(dòng)。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。

原理一樣，幾乎同時(shí)出現(xiàn)，但鈉離子電池和鋰離子電池兩兄弟的命運(yùn)走向卻截然不同。

到了20世紀(jì)80年代，Delmas和Goodenough相繼發(fā)現(xiàn)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(xué)獎(jiǎng)）1988年，F(xiàn)ouletier研究了軟碳和石墨的儲(chǔ)鈉性能，開啟了鈉離子電池碳類負(fù)極材料研究。

1990年，日本索尼公司基于石墨負(fù)極完成了鋰離子電池的商業(yè)化的突破，并于第二年5月投放市場。從此，鋰離子電池迎來屬于自己的時(shí)代，而鈉離子電池陷入長久的沉寂。

直到2000年，Stevens和Dahn發(fā)現(xiàn)硬碳材料具有優(yōu)秀的鈉離子脫嵌性能，鈉離子電池負(fù)極材料的研究有了重大轉(zhuǎn)折。

2015年，由法國RS2E主導(dǎo)開發(fā)的全球首顆18650圓柱型鈉離子電池誕生，電芯能量密度達(dá)到90Wh/kg，循環(huán)壽命超過2000次。

此后，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(lǐng)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(chǔ)能系統(tǒng)在山西太原正式投入運(yùn)營。

圖片來源：中科海鈉

同年7月，全球動(dòng)力電池龍頭老大寧德時(shí)代正式發(fā)布鈉離子電池，并明確表示已啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化布局，2023年前將基本形成產(chǎn)業(yè)鏈。

彼時(shí)，新能源汽車正深受碳酸鋰高價(jià)之苦，鈉離子電池讓行業(yè)看到了一種近在咫尺的替代方案。

雖然商業(yè)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于它的時(shí)代。雖遲但到，桑榆非晚。

覆蓋多元應(yīng)用場景

要論資源儲(chǔ)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(yīng)鏈也更加安全。

因?yàn)橘Y源豐富，鈉的價(jià)格也很實(shí)惠，2元/kg。而鋰的價(jià)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(wǎng)

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(fù)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(shí)代發(fā)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(fù)極材料使用了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料。基于材料體系的突破，寧德時(shí)代第一代鈉離子電池電芯單體能量密度達(dá)160Wh/kg。

2022年12月，億緯鋰能發(fā)布了大圓柱鈉離子電池產(chǎn)品，正極采用層狀氧化物，負(fù)極采用硬碳，能量密度為135Wh/kg，循環(huán)次數(shù)達(dá)到2500次。

蜂巢能源計(jì)劃2023年第一季度完成第二代鈉離子電池產(chǎn)品的設(shè)計(jì)定型，能量密度為135Wh/kg，第四季度計(jì)劃完成160Wh/kg的鈉離子電池開發(fā)。

因?yàn)槟芰棵芏冉橛阢U酸電池和鋰離子電池之間，鈉離子電池將主要應(yīng)用在兩輪電動(dòng)車、三輪電動(dòng)車、低速電動(dòng)車、儲(chǔ)能和新能源汽車等領(lǐng)域。

中科海納的鈉離子電池商業(yè)化嘗試是走在前面的，2018年首輛鈉離子電池低速電動(dòng)車亮相，2019年首座鈉離子電池儲(chǔ)能電站問世，2021年全球套1MWh 鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成功投入運(yùn)行。

2021年，鈉創(chuàng)新能源先是發(fā)布了全球首套鈉離子電池-甲醇重整制氫綜合能源系統(tǒng)，又與愛瑪科技聯(lián)合發(fā)布了全球首批鈉離子電池驅(qū)動(dòng)雙輪電動(dòng)車。

EVTank、伊維經(jīng)濟(jì)研究院發(fā)布的《中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2023年）》提出，2025年之前鈉離子電池的主要出貨領(lǐng)域?qū)⒓�中在以兩輪車為代表的小�?dòng)力，2025年之后在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用將逐步提升，2026年儲(chǔ)能用鈉離子電池將成為最大的應(yīng)用場景。

根據(jù)2022年6月國家能源局發(fā)布的《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2022年版）（征求意見稿）》，在防止電化學(xué)儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故方面有明確規(guī)定，“中大型電化學(xué)儲(chǔ)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(dòng)力電池”。

這個(gè)導(dǎo)向很明確，客觀上利好鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用。

在乘用車端，鈉離子電池普遍只能滿足400公里以下較低續(xù)航車型的需求。不過，寧德時(shí)代官宣的AB電池方案，通過鋰鈉混搭優(yōu)勢互補(bǔ)，可以滿足續(xù)航500公里的車型需求，“有望覆蓋純電動(dòng)乘用車65%左右的市場”。
 

步入量產(chǎn)關(guān)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(fù)極材料和1GWh電芯生產(chǎn)線，率先開啟了產(chǎn)業(yè)化之路。

值得一提的是，2022年3月，華為通過旗下平臺哈勃投資，認(rèn)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(jìn)入2023年，越來越多的鈉離子電池企業(yè)公布了自己的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(lián)合打造的行業(yè)首臺鈉離子電池樣車公開亮相，裝車試驗(yàn)的是思皓EX10花仙子。這款鈉電版車型的續(xù)航里程為252km，電池包容量為25kWh，電芯能量密度140Wh/kg，系統(tǒng)能量密度120Wh/kg，快充時(shí)間（SOC 10%-80%）為20分鐘。

中科海鈉總經(jīng)理李樹軍接受媒體采訪時(shí)透露：“隨著鈉電池產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的擴(kuò)大，相比磷酸鐵鋰電池，行業(yè)普遍認(rèn)為將有20%-30%的電芯成本優(yōu)勢。當(dāng)然，這一數(shù)據(jù)也跟碳酸鋰價(jià)格相關(guān)。體現(xiàn)在整車上，可能有約10%的成本優(yōu)勢。”

3月1日，孚能科技宣布已經(jīng)收到江西江鈴集團(tuán)新能源汽車有限公司EV3 鈉電池定點(diǎn)函，將為其供應(yīng)鈉離子電池包總成，預(yù)計(jì)2023年第二季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)裝車。

在3月9日進(jìn)行的年報(bào)電話會(huì)中，寧德時(shí)代表示，公司鈉離子電池預(yù)計(jì)將于2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具體規(guī)模取決于客戶項(xiàng)目的進(jìn)展情況。相較鋰離子電池，公司鈉離子電池“現(xiàn)在成本優(yōu)勢是比較明顯的，待供應(yīng)鏈成熟后會(huì)更具優(yōu)勢”。

3月10日，多氟多在投資者互動(dòng)平臺表示，公司鈉離子電池現(xiàn)已有產(chǎn)品正在多家車廠進(jìn)行車載測試。到2023年底,多氟多河南基地鈉離子電池年產(chǎn)能有望達(dá)到1GWh。除了自己生產(chǎn)鈉離子電池，多氟多已經(jīng)具備千噸級的六氟磷酸鈉生產(chǎn)能力，并批量對外供貨。

在生產(chǎn)制造方面，鈉離子電池與鋰離子電池生產(chǎn)工藝基本類似，可以通過調(diào)試傳統(tǒng)的鋰離子電池產(chǎn)線快速完成鈉離子電池的產(chǎn)能布局。

墨柯告訴汽車商業(yè)評論，鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化，在技術(shù)上已經(jīng)沒有什么大問題，量產(chǎn)時(shí)還會(huì)有一些具體問題需要解決，另外，還需要看下游應(yīng)用產(chǎn)品（如電動(dòng)自行車、新能源乘用車等）對鈉離子電池的驗(yàn)證過程，有可能在驗(yàn)證過程中也還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些具體問題。

鋰價(jià)回落，對鈉離子電池影響幾何

鈉離子電池已經(jīng)寫入多個(gè)政府文件，作為新型電池路線被鼓勵(lì)大力發(fā)展。

2023年1月，工信部等六部門印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確提出要加快研發(fā)鈉離子電池等新型電池。“聚焦電池低成本和高安全性，加強(qiáng)硬碳負(fù)極材料等正負(fù)極材料、電解液等主材和相關(guān)輔材的研究，開發(fā)高效模塊化系統(tǒng)集成技術(shù)，加快鈉離子電池技術(shù)突破和規(guī)模化應(yīng)用。”

2022年7月，我國首批鈉離子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鈉離子電池術(shù)語和詞匯》《鈉離子電池符號和命名》計(jì)劃正式下達(dá)，起草單位包括中科海鈉、寧德時(shí)代、比亞迪等單位。此舉將進(jìn)一步推動(dòng)鈉離子產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化。

EVTank判斷，2030年鈉離子電池的實(shí)際出貨量將達(dá)到347GWh，屆時(shí)最大的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹莾?chǔ)能。

EVTank還指出，目前影響鈉離子電池大規(guī)模應(yīng)用最敏感的因素在于鈉離子電池與鋰離子電池和鉛酸電池的成本對比。根據(jù)它的推算，鈉離子電池的成本目前在0.84元/Wh左右，高于磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池，成本優(yōu)勢尚未完全體現(xiàn)。

從國內(nèi)機(jī)構(gòu)生意社的數(shù)據(jù)來看，碳酸鋰的價(jià)格在持續(xù)走低。3月15日，電池級碳酸鋰基準(zhǔn)價(jià)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(jià)格高點(diǎn)更是跌了41%。

圖片來源：生意社

如果碳酸鋰價(jià)格繼續(xù)下跌，鈉離子電池的成本優(yōu)勢也就相應(yīng)縮小，這會(huì)影響鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化落地嗎？

EVTank直言碳酸鋰價(jià)格的波動(dòng)將是后期影響鈉離子電池大規(guī)模應(yīng)用的最關(guān)鍵因子之一。

墨柯表示：“碳酸鋰價(jià)格跌跌不休，使得鋰離子電池成本在持續(xù)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(guī)模的，這些因素相互作用，確實(shí)對鈉離子電池的應(yīng)用推廣不太有利。”

今年2月，多氟多在回答投資者提問時(shí)透露公司第一批商用化量產(chǎn)的鈉離子電池預(yù)估成本低于鋰電池，并表示“即使碳酸鋰價(jià)格降到10萬元/噸，鈉電仍然有競爭力”。

在汽車商業(yè)評論看來，鈉離子電池的成本優(yōu)勢還是其次，它最大的價(jià)值在于可以解決鋰資源供應(yīng)緊張和鋰價(jià)暴漲的問題，所以，它的存在本身就是一種制衡手段。這種存在價(jià)值不因鋰價(jià)的一時(shí)走低就消失。

屬于鈉離子電池的時(shí)代，才剛剛開始。