中國粉體網(wǎng)訊 電池產(chǎn)業(yè)觀察獲悉，9月30日，華陽集團與中科海鈉聯(lián)合打造的全球首批量產(chǎn)1GWh鈉離子電池產(chǎn)線在山西陽泉市正式投運，意味著鈉離子電池將實現(xiàn)從中試到量產(chǎn)的關(guān)鍵轉(zhuǎn)換。
鋰的近鄰，鈉離子電池優(yōu)劣勢明顯
目前，在電化學(xué)儲能中發(fā)展最為成熟的是鋰離子電池技術(shù)，但隨著電動汽車普及和大規(guī)模儲能應(yīng)用，鋰離子電池或?qū)⒚媾R鋰資源緊缺的問題。鈉離子電池卻漸漸成為目前儲能技術(shù)的研究熱點。
鈉離子電池的研究起點早于鋰離子電池，可追溯到上世紀七十年代。但由于鋰離子電池的性能表現(xiàn)更為優(yōu)異，從技術(shù)成熟度上更快，被日本索尼公司與1991年實現(xiàn)商業(yè)化。因此，研究者們更多的將研究重心轉(zhuǎn)移到鋰電領(lǐng)域，而鈉離子電池技術(shù)則默默低調(diào)成長，近些年來，才再次引起研究人員的重視。
鈉離子電池工作原理圖源：中科海鈉官網(wǎng)
鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池類似，屬于“搖椅”模型可充電電池。利用鈉離子在正負極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電。充電時，鈉離子從正極脫出經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，同時電子的補償電荷經(jīng)外電路供給到負極，保證正負極電荷平衡；放電時則相反，鈉離子從負極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極。在正常的充放電情況下，鈉離子在正負極間的嵌入脫出不破壞電極材料的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)。
鈉離子電池相較于鋰離子電池的優(yōu)勢在于：
1.儲量高，鋰元素的地殼豐度為0.0065%，資源分布75%在美洲。而鈉的地殼元素含量排名第6，是鋰的400倍以上，并且在全球均勻，資源非常豐富。
2.價格方面，也正因為鈉元素來源廣泛，價格低廉，而且其安全穩(wěn)定性更能滿足大規(guī)模應(yīng)用的需要。鈉離子電池在成本上具有著相當突出的優(yōu)勢。鈉離子電池原材料碳酸鈉10年價格保持在1000~4000元/噸，而碳酸鋰價格則接近50萬元/噸，單價差距懸殊，且鋰大部分原材料需依賴進口、更增加了鋰電池生產(chǎn)成本。
3.鈉不會與鋁發(fā)生反應(yīng)，所以鈉離子電池的正負極集流體都可以使用更便宜的鋁箔，而鋰離子電池的負極集流體只能使用價格更高的銅箔。
4.鈉的熱穩(wěn)定性極高，短路時發(fā)熱量少，溫升較低，熱失控過程中易失活，因此使用過程中較鋰離子電池安全性更高。
5.鈉離子電池能使用分解電勢更低的電解質(zhì)鹽和溶劑，所以在電解質(zhì)方面比鋰離子電池具有更寬的選擇范圍。
不過，相較于目前已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用的鋰離子電池，鈉離子電池仍有其局限性，主要體現(xiàn)在：
1.能量密度低，鈉元素的原子質(zhì)量是鋰元素的3.3倍，導(dǎo)致鈉離子電池的能量密度較低，僅有鋰離子電池的50%左右；并且也導(dǎo)致同樣規(guī)模容量的電池，鈉離子電池的空間占用更大，功率密度低。
2.循環(huán)壽命較短，鈉離子的離子半徑是鋰離子的約1.3倍，導(dǎo)致鈉離子脫出、嵌入困難，循環(huán)次數(shù)不足鋰離子電池的一半。
3.產(chǎn)業(yè)鏈不完善，鈉離子電池仍處于商業(yè)化探索和改進中，工程化設(shè)備、供應(yīng)鏈配套等暫未形成，產(chǎn)品性能、成本控制及適配應(yīng)用場景等有待進一步檢驗。
我國鈉離子電池商業(yè)化進展
由于具有資源豐富、成本低廉、能量轉(zhuǎn)換效率高、循環(huán)壽命長、維護費用低等眾多優(yōu)勢，鈉離子電池今年以來的產(chǎn)業(yè)化進程可謂突飛猛進。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)已有20余家企業(yè)參與或投資鈉離子電池及其材料的研發(fā)生產(chǎn)，包括華為等一些知名企業(yè)也參股了鈉離子電池領(lǐng)域企業(yè)。部分鈉離子電池企業(yè)進展情況如下（無先后順序）。
1.中科海鈉：
中科海鈉是由中科院博士唐堃和中科院物理研究所博士生導(dǎo)師李泓聯(lián)合創(chuàng)辦的專注于新一代儲能體系鈉離子電池研發(fā)與生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。截止至目前，已有15項鈉離子研發(fā)專利。
2018年6月，中科海鈉在中國科學(xué)院物理研究所園區(qū)展示首輛鈉離子電池低速電動車。
2019年3月，中科海鈉團隊與中國科學(xué)院物理研究所共同完成的世界首座100KWh鈉離子電池儲能電站，在江蘇溧陽投入運營。
2021年6月，中科海鈉團隊與中國科學(xué)院物理研究所聯(lián)合推出全球首套1MWh鈉離子電池光儲充智能微網(wǎng)系統(tǒng)，在山西太原投入運營。
2021年8月，中科海鈉與華陽股份合作，共建年產(chǎn)能2000噸（~0.8GWh）的鈉離子正/負極材料生產(chǎn)線，2022年投產(chǎn)，并與2023年擴產(chǎn)至10GWh。
2022年9月，與三峽能源、三峽資本及安徽省阜陽市人民政府達成合作，將共同建設(shè)全球首條鈉離子電池規(guī)�；慨a(chǎn)線，該產(chǎn)線規(guī)劃產(chǎn)能5GWh，分兩期建設(shè)，1期1GWh將于2022年正式投產(chǎn)。
目前，中科海鈉已成功開發(fā)出NaCP08/80/138等不同規(guī)格型號的鈉離子軟包電池，以及鈉離子圓柱NaCR26650、NaCR32138電池，綜合性能處于國際領(lǐng)先水平。
2022年9月30日，華陽集團與中科海鈉聯(lián)合打造的全球首批量產(chǎn)1GWh鈉離子電池產(chǎn)線在山西陽泉市正式投運。
2.寧德時代：
寧德時代是國內(nèi)率先進入國際頂尖車企供應(yīng)鏈的鋰離子動力電池制造廠商，動力電池市場占有率連續(xù)五年排名全球第一，2021年入局鈉離子電池。
2021年5月，寧德時代董事長曾毓群在公司股東大會上透露，將于今年7月前后發(fā)布鈉離子電池。
2021年7月，寧德時代第一代鈉離子電池發(fā)布，同時亮相創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包。該電池將于2023年形成產(chǎn)業(yè)鏈，并稱第二代鈉離子電池的能量密度將達到200Wh/kg，系統(tǒng)能量密度能做到160Wh/kg。
3.鵬輝能源：
鵬輝能源是國內(nèi)最早生產(chǎn)和研發(fā)鋰電池的企業(yè)之一。主營業(yè)務(wù)涵蓋數(shù)碼消費類電池、新能源汽車動力電池、儲能電池以及輕型動力電池等眾多領(lǐng)域，全面實現(xiàn)新能源產(chǎn)業(yè)的覆蓋，并率先實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。
2021年10月，鵬輝能源宣布積極布局鈉離子電池材料硬碳負極材料產(chǎn)業(yè)鏈，向成都佰思格投資人民幣1000萬元，
2021年12月，鵬輝能源表示公司2021年進行了鈉離子電池小批量生產(chǎn)，采用磷酸鹽類鈉正極與硬碳體系負極。
4.傳藝科技：
傳藝科技是全球四大頂級鍵盤制造商柔性線路板核心部件的主要供應(yīng)商，全球市場占有率20.56%，國內(nèi)市場占有率40%。
2022年6月，傳藝科技公告稱，全資子公司智緯電子擬與寧波海盈匯鑫等合資設(shè)立傳藝鈉電科技有限公司。合資公司主要從事鈉離子及鋰離子電池、正負極材料和電解液等研發(fā)、生產(chǎn)及銷售等。注冊資本為3000萬元。
2022年8月，傳藝科技發(fā)布公告稱，根據(jù)公司戰(zhàn)略發(fā)展和業(yè)務(wù)規(guī)劃，董事會同意公司擬使用自有資金3000萬元設(shè)立研究院《江蘇傳藝鈉離子電池研究院有限公司》。
2022年8月，傳藝鈉電宣布，鈉電池生產(chǎn)設(shè)備及裝置安裝調(diào)試進展順利，已具備中試生產(chǎn)條件并即將投產(chǎn)運行。
2022年9月，傳藝科技發(fā)布《關(guān)于對外投資設(shè)立控股孫公司的公告》，擬投建15萬噸鈉離子電池電解液生產(chǎn)線。
5.同興環(huán)保：
同興環(huán)保是我國較早進入非電行業(yè)煙氣低溫脫硝領(lǐng)域的企業(yè)，具備較成熟的煙氣治理能力，目前在非電行業(yè)煙氣治理市場占據(jù)領(lǐng)先地位。
2022年9月，同興環(huán)�？萍脊煞萦邢薰九c中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)在合肥舉行合作協(xié)議簽約儀式，共建“中國科大-同興環(huán)保儲能電池材料及器件聯(lián)合實驗室”，標志同興環(huán)保跨界進軍鈉離子電池產(chǎn)業(yè)。
6.七彩化學(xué)：
七彩化學(xué)是國內(nèi)高性能有機顏料龍頭企業(yè)，擁有高性能有機顏料領(lǐng)域多項核心技術(shù)。
2022年9月，鞍山七彩化學(xué)股份有限公司與廣東美聯(lián)新材料股份有限公司就雙方暫定共同投資25億元建設(shè)“年產(chǎn)18萬噸電池級普魯士藍(白)項目”事項簽署《戰(zhàn)略合作協(xié)議》，致力于鈉離子電池正極材料普魯士藍(白)系列產(chǎn)品的研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，助推鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
7.維科技術(shù)：
維科技術(shù)是我國一家以新能源鋰電池為主業(yè)，以3C數(shù)碼電池和動力電池為核心業(yè)務(wù)的A股上市公司。
2022年9月，與浙江鈉創(chuàng)新能源有限公司在浙江紹興簽訂《深度合作戰(zhàn)略框架協(xié)議》，在江西維科產(chǎn)業(yè)園建設(shè)鈉電產(chǎn)業(yè)化基地，項目初期擬建2GWh鈉電池生產(chǎn)線，主要面向低速車和儲能市場。
8.多氟多：
多氟多是我國一家致力于高性能無機氟化物、電子化學(xué)品、鋰離子電池及相關(guān)材料研發(fā)生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。
2022年9月，多氟多表示，鈉離子電池的正極材料中試線已經(jīng)建成，小批量產(chǎn)品陸續(xù)下線，小試的鈉離子電池測試進行了3個月，目前指標良好；鈉離子電池一期將形成約1GWH的產(chǎn)能。
9.珈鈉能源：
珈鈉能源是我國致力于聚陰離子型鈉離子電池正極材料和生物質(zhì)硬碳負極材料及相關(guān)企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)的技術(shù)企業(yè)。創(chuàng)始人武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院教授曹余良。
2022年8月，珈鈉能源完成近數(shù)千萬元天使輪融資，由順為資本獨家投資，籌劃百噸級的中試線，預(yù)計明年4月實現(xiàn)中試線產(chǎn)品穩(wěn)定輸出�；诠井a(chǎn)品組裝的大容量鈉離子電池的能量密度應(yīng)可達到100Wh/kg和120Wh/kg。
10.立中集團：
立中集團主要從事新能源汽車零部件生產(chǎn)制造等，為新能源汽車提供鋁材料生產(chǎn)的鋁鑄件。其業(yè)務(wù)正在向儲能材料端擴展，
2022年6月，立中集團表示，鈉離子電池將成為儲能電池、動力電池新的發(fā)展方向，其建設(shè)的氟化鈉（NaF）產(chǎn)能將作為鈉離子電池材料端的技術(shù)儲配，實現(xiàn)公司多元化的產(chǎn)業(yè)布局。
11.欣旺達：
欣旺達是以鋰離子電池模組的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)及銷售為主營業(yè)務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，是國內(nèi)領(lǐng)先的鋰離子電池模組解決方案及產(chǎn)品提供商。
2022年8月，欣旺達稱公司擁有鈉離子電池補鈉的方法、鈉離子電池及其制備方法等多項專利，且在鈉離子電池領(lǐng)域公司積極探索產(chǎn)學(xué)研合作，并與南開大學(xué)合作設(shè)立院士工作站，共同研究新型鋰硫、鈉離子、固態(tài)電池等關(guān)鍵材料及技術(shù)。
12.華陽集團：
華陽集團是由世界500強企業(yè)陽煤集團整體更名而來的高科技新材料產(chǎn)業(yè)集團，是全國最大的無煙煤生產(chǎn)基地。
2021年6月，由華陽集團聯(lián)合中科海鈉公司共同打造的全球首套1MWh鈉離子儲能系統(tǒng)，在山西太原正式投運。
2022年1月，華陽集團鈉離子電芯項目在陽泉市宣布開工。
2022年3月，華陽集團旗下子公司山西新陽清潔能源全國最大鈉離子電池規(guī)劃項目成功送電，該項目第一條鈉離子電池生產(chǎn)線進入設(shè)備調(diào)試的最后階段，即將于3月底試生產(chǎn)。
2022年9月30日，華陽集團與中科海鈉聯(lián)合打造的全球首批量產(chǎn)1GWh鈉離子電池產(chǎn)線在山西陽泉市正式投運。
13.立方新能源：
立方新能源為湖南株洲首家鈉離子電池企業(yè)，并基于當前鈉離子電池所具有的產(chǎn)業(yè)化特點，注冊成立子公司——湖南鈉方新能源科技有限責(zé)任公司。
2022年4月19日，湖南立方新能源科技有限責(zé)任公司發(fā)布第一代鈉離子電池，該產(chǎn)品軟包單體電芯重量能量密度可到140Wh/Kg和270wh/L的體積能量密度；支持快速充電15分鐘，SOC（荷電狀態(tài)）大于80%；3C放電90%DOD；零下20℃低溫環(huán)境下，依然可以放出約90%的容量，且支持該環(huán)境溫度下充電。據(jù)悉，立方新能源公司已收到多個客戶的樣品及量產(chǎn)訂單，用于中低速電動車、電動大巴及家用儲能等領(lǐng)域；并與中車株洲電力機車研究所有限公司、鈉方新能源、貴州振華新材料股份有限公司等分別簽訂合作協(xié)議加快鈉電材料端布局
14.遠信儲能：
遠信儲能是一家專門從事電池儲能產(chǎn)品研發(fā)、集成設(shè)計、生產(chǎn)的企業(yè)。
2022年3月，遠信儲能簽訂《姚安縣新能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與投資合作框架協(xié)議》，將逐步引入鋰離子電池、鈉離子電池、雙向變流器、儲能集裝箱、電力電纜、金屬機具加工、硅碳負極材料、正極材料等新型儲能上游企業(yè)落戶姚安。
15.興儲世紀：
興儲世紀科技股份2022年3月改組成都研究院為鈉離子電池研究院，賦能鈉離子電池及關(guān)鍵材料研發(fā)。
預(yù)計2023年6月前將完成鈉離子電池，方形鋁殼電芯的中試小批量生產(chǎn)。2023年到2024年將孵化推進1GWh鈉離子電池的生產(chǎn)。
16.三峽集團：
三峽集團是全球最大的水電開發(fā)運營企業(yè)和中國最大的清潔能源集團。
2021年底，三峽集團與中科海鈉、阜陽市人民政府達成合作，共同建設(shè)全球首條鈉離子電池規(guī)�；慨a(chǎn)產(chǎn)線，產(chǎn)能規(guī)劃為5GWh。
17.中石油：
中石油是全球石油石化產(chǎn)品重要的生產(chǎn)和銷售商之一，世界最大的石油公司之一，也是中國銷售收入最大的公司之一，中國500強第2位。
2022年4月，中石油發(fā)布《鈉離子電池及儲能裝置開發(fā)與應(yīng)用》招標。對鈉離子電池技術(shù)進行研究開發(fā)，一是在滿足循環(huán)5000次以上、-20℃~60℃耐溫寬的正負極電極材料研發(fā)，二是在電芯產(chǎn)品研發(fā)、實現(xiàn)鈉電電芯批量制備，第三要開發(fā)電池管理系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng)、電池模組集成技術(shù)等，最終要開發(fā)出安全穩(wěn)定運行的低成本百千瓦級鈉電儲能裝備，實現(xiàn)50kW/100kWh的鈉離子集裝箱式儲能裝備在油田場景下的應(yīng)用示范。
18.鈉創(chuàng)新能源：
鈉創(chuàng)新能源是我國鈉離子電池技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的先鋒。開發(fā)出全球首套千噸級層狀結(jié)構(gòu)氧化物正極材料濕法合成工藝路線，并設(shè)計制造出相應(yīng)的功能電解液，為鈉離子電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的建設(shè)起到引領(lǐng)作用。
2021年5月，鈉創(chuàng)新能源發(fā)布全球首套鈉離子電池-甲醇重整制氫-燃料電池綜合能源系統(tǒng)產(chǎn)品。
2021年7月，鈉創(chuàng)新能源與愛瑪科技聯(lián)合發(fā)布全球首批鈉離子電池驅(qū)動雙輪電動車。
2022年6月，鈉創(chuàng)新能源8萬噸鈉離子電池正極材料項目由濱海新區(qū)管委會立項報批，于紹興市越城區(qū)、濱海新區(qū)集中簽約。
2022年9月，鈉創(chuàng)新能源與維科技術(shù)在浙江紹興簽訂《深度合作戰(zhàn)略框架協(xié)議》，將利用募集資本進行鈉電材料產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)能建設(shè)，并對維科技術(shù)鈉電池生產(chǎn)優(yōu)先保證材料供應(yīng)等方面的支持。同時，鈉創(chuàng)新能源將提供技術(shù)支持并出資參與維科技術(shù)在江西維科產(chǎn)業(yè)園建設(shè)鈉電產(chǎn)業(yè)化基地，項目初期擬建2GWh鈉電池生產(chǎn)線，主要面向低速車和儲能市場。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正）
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