钠离子电池受到学术界和产业界的广泛关注，相关研究更是迎来爆发式增长。
▲图为宁德时代在今年4月举行的上海国际汽车展览会上展出的钠离子电池。秦淑文/摄
日前，众钠能源与台铃科技签署战略合作协议，计划在2年内向后者提供不低于200万套聚钠1号钠离子电池包，并在今年三季度开启量产交付。从小批量试用到获得规模订单，钠离子电池开始进入实质化落地交付阶段。
钠离子电池被视为下一阶段电池研发的重要技术路线，随着规模量产落地，其产业发展能否复制锂离子电池的高速发展路径？大规模应用还面临哪些挑战？
多家企业具备量产供货能力
钠离子电池的研究可以追溯到上世纪七十年代，几乎与锂离子电池同时起步，但受限于正极材料技术瓶颈，直到2010年，钠离子电池才受到学术界和产业界的广泛关注，相关研究更是迎来爆发式增长。
近年来，经历几轮诸如锂离子电池原材料涨价问题后，钠离子电池资源分布广泛、提炼简单等优势逐渐凸显，作为锂离子电池替代技术路线，产业化进程提速。短短数年间，产业链超过上百家企业开启相关研发布局。2021年，动力电池头部企业宁德时代发布第一代钠离子电池，更是点燃了市场对钠离子电池的热情。
2023年被业内认为是钠离子电池的发展元年。从各企业公布的信息来看，今年以来，宁德时代、中科海钠、众钠能源、传艺科技、鹏辉能源、孚能科技等企业密集发布钠离子电池产品，并宣称大额订单在手或具备量产供货能力。而去年钠离子电池全行业产能仅为2吉瓦时，即中科海钠建成的2吉瓦时钠离子电池量产生产线。
今年产业链也具备一定配套能力。贝特瑞近日在接受相关机构调研时表示，公司钠离子电池正负极材料已通过国内部分客户认证，拿到吨级以上订单，具备量产供货条件。格林美此前也表示，公司已经具备万吨级钠离子电池前驱体材料以及钠离子电池正极材料产能。
众钠能源首席科学家赵建庆在接受《中国能源报》记者采访时指出，今年钠离子电池产业化进程基本达到预期，具体表现还要看下半年产品落地情况。得益于国家政策引导和成熟锂离子电池产业链的支撑，中国钠离子电池在国际上掌握绝对先发优势，无论是基础研究、技术水平，还是规模化能力、产业推进速度，都远远领先其他国家。
成本是产业化关键
钠离子电池要实现产业化发展，成本是关键。钠离子电池与锂离子电池工作原理类似。相比于锂离子电池，虽然钠离子电池能量密度目前处于劣势，但在功率密度、宽温和循环寿命等方面具有独特优势，成为市场寄予厚望的“新宠”。
据了解，钠离子电池目前还没有明确的技术路线，在一定程度上，影响了规模化量产进程。钠离子电池正极材料有层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝（白）类化合物、聚阴离子化合物三种主流技术路线，负极材料则以硬碳和软碳为主，不同技术路线性能和成本差异较大，业内还存在争议。
“钠离子电池材料体系选择好了，能够实现低成本和高安全。”中国科学院物理研究所研究员胡勇胜指出，随着技术突破，钠离子电池能量密度有望超过 200瓦时/千克，与磷酸铁锂电池能量密度相当。针对成本问题，他建议，将钠离子电池纳入消费税免征范围，进一步降低钠离子电池销售成本，推动行业规模化降本及全产业链发展。
今年4月，众钠能源发布了基于聚阴离子的硫酸铁钠路线首款钠电产品——聚钠1号，售价为599元，折算为0.45元/瓦时左右。“价格明显低于锂离子电池产品。”赵建庆指出，公司户储电芯将于今年四季度上市，能量密度为125瓦时/千克，循环寿命超过5000次；大储方形电芯也将于明年四季度上市，循环寿命超过8000次，且具备低成本优势。“规模化量产后，钠离子电池成本可以进一步降低到0.35元/瓦时以下。”
有望复制锂电池高度发展路径
尽管钠离子电池已经开启量产交付，但距离真正规模化应用还有较长一段路要走。
赵建庆指出，目前钠电产业电池全产业链仅进行了初步匹配，产业链成熟还需要负极材料、电解液和隔膜进行适配配套。钠离子可以兼容现有锂离子电池材料和生产设备，但两者之间仍然存在差异，钠离子电池技术瓶颈有待进一步突破，要加快行业基础研究和工程同步验证。
中关村储能产业技术联盟常务副理事长俞振华同样指出，钠离子电池生产规模、综合成本优势还有待进一步拓展。钠离子电池在用户侧储能、数据中心和基站储能等中小型储能领域有望率先渗透。
钠离子电池在储能领域的相关利好政策不断加码。今年1月，工信部等六部门联合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，明确提出加快钠离子电池技术突破和规模化应用。广西、深圳、山西、河南等地陆续出台的能源规划文件中，均提及要开展钠离子电池在储能领域的应用示范。
业内人士认为，随着电动汽车和储能市场的快速发展，钠离子电池有望复制锂离子电池的高速发展路径，成为未来10年内成长性最高的新兴产业之一。高工产业研究院预测，到2025年，钠离子电池出货量将超过50吉瓦时，到2030年将超过1000吉瓦时，未来几年，钠离子电池的年复合增长率将超过82.6%。
文 | 本报记者 卢奇秀
