唐堃，中科海鈉科技有限責(zé)任公司執(zhí)行董事長(zhǎng)
面向儲(chǔ)能應(yīng)用的新一代電化學(xué)體系—鈉離子電池
唐：目前鈉離子電池得到了國(guó)家政策等支持，這是在國(guó)家雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)之下，儲(chǔ)能需求非常大，鋰價(jià)格問(wèn)題高漲等等，鈉離子也是國(guó)內(nèi)科研院所多年研究，在即將規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的節(jié)點(diǎn)，受到很多關(guān)注，今天也是邀請(qǐng)到很多專家共同交流，我們先拋磚引玉。
鈉離子電池是儲(chǔ)能的新選擇。在2020年之前，儲(chǔ)能很少有提及鈉電池，提到鈉電池都是鈉硫電池，2020年之后出現(xiàn)在公眾視野里。那我們談一下發(fā)展鈉離子的必要性、可行性（技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)欠窨尚校?、中科海鈉的實(shí)踐和理解，最后是對(duì)整個(gè)鈉離子電池未來(lái)的展望。
鈉離子電池緣起是解決卡脖子問(wèn)題，現(xiàn)在大家已經(jīng)是共識(shí)，就是鋰資源其實(shí)非常稀缺，70%鋰資源在南美洲，中國(guó)作為鋰電池生產(chǎn)大國(guó)，除了內(nèi)銷之外還向世界提供鋰電池，世界上60-80%鋰電池是中國(guó)制造，但是我們80%的鋰靠進(jìn)口。十年前我們提出彎道超車，底層邏輯是擺脫石油依賴，但目前國(guó)際局勢(shì)動(dòng)蕩，包括目前的俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)，其實(shí)可以看到在如今經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下資源會(huì)成為至關(guān)重要的瓶頸。我們做動(dòng)力電池是為了擺脫石油依賴，上個(gè)月我們新能源汽車滲透率達(dá)到了27%，可以說(shuō)中國(guó)花了大力氣做的動(dòng)力電池這個(gè)戰(zhàn)略是成功的。但是在這個(gè)時(shí)點(diǎn)，我們看到反而鋰資源依賴進(jìn)口，這可能是卡脖子風(fēng)險(xiǎn)。
我們做了一個(gè)計(jì)算，認(rèn)為鋰不能同時(shí)支持動(dòng)力電池、消費(fèi)電池和儲(chǔ)能電池的需求，當(dāng)然這個(gè)有不同說(shuō)法，包括昨天動(dòng)力電池大會(huì)，有的提出鋰可以回收，還有說(shuō)礦可以不斷發(fā)掘更多。我們認(rèn)為有道理，但是去年碳酸鋰漲價(jià)可以看到，只是動(dòng)力電池的需求就可以讓鋰資源供給受到如此大的沖擊，我們認(rèn)為鈉離可以成為解決儲(chǔ)能更核心的角色，鋰如此貴，可以用在更加高端的需求，鈉可以在儲(chǔ)能等方面替代鋰。
鋰用在動(dòng)力電池上，已經(jīng)造成了資源端不只是碳酸鋰，還有鈷、鎳、磷酸都遇到很大問(wèn)題，我們看到現(xiàn)在的雙碳戰(zhàn)略下，提高風(fēng)光等可再生能源比例，儲(chǔ)能更加必要和重要。國(guó)家也出臺(tái)了很多政策，鈉離子在22年1月《十四五新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》中排名第一，在之前征求意見(jiàn)稿鋰其實(shí)還是靠后的，我們認(rèn)為優(yōu)先級(jí)往前提的原因，一個(gè)是這幾年技術(shù)進(jìn)步飛速，另外就是一年內(nèi)鋰價(jià)格漲價(jià)太快。當(dāng)成為石油的一個(gè)替代選項(xiàng)的時(shí)候，我們認(rèn)為這就是國(guó)家層級(jí)的一個(gè)技術(shù)戰(zhàn)略定位，這是科研界產(chǎn)業(yè)界的共識(shí)。
這是2022年7月14最新發(fā)布的，由工信部指導(dǎo)行業(yè)立項(xiàng)，由中科院物理所、中科海鈉和寧德時(shí)代共同牽頭的首批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。
鈉離子同行大部分是從鋰電池行業(yè)切入的，可以看到鋰電池在過(guò)去十年價(jià)格下降了90%，很多人會(huì)對(duì)比光伏成本，去看光伏和動(dòng)力電池的成本下降變化。2021年拐點(diǎn)，磷酸鐵鋰降到了歷史最低位。反映到電池測(cè)由2021年底降到最低，然后反彈，電池價(jià)格非常依賴于原材料。一方面是量產(chǎn)，另一方面是電新加工制造，在加工制造效率提高很快情況下，還是原材料影響成本很大。
電池核心元素就是鋰鎳鈷磷。其中鈷是很貴的，技術(shù)路線上高鎳替代無(wú)鈷電池，但鎳的資源也大部分在海外，大家去屯礦?？紤]到鈷鎳都貴，比如比亞迪去做磷酸鐵鋰電池，在動(dòng)力電池上比例越來(lái)越大?，F(xiàn)在我們做這個(gè)鈉離子電池也是下降元素成本，這是支撐鈉離子的核心邏輯。
相比于鋰電，鈉電只是替換了正負(fù)極材料，設(shè)備工藝都是相通的，所以鈉離子電池是站在鋰電巨人肩膀上發(fā)展。對(duì)比于鋰的高價(jià)，鈉價(jià)格才不過(guò)兩千到三千/噸，有很多像小蘇打這樣的產(chǎn)品，非常成熟，量也很大。
這是鈉離子電池發(fā)展歷程：先有鈷酸鈉，后又鈷酸鋰，其實(shí)之前鈉和鋰都在一起研究，但是因?yàn)楹竺驿囯姵赝怀觯c電池被擱置了，直到2010年開(kāi)始由前瞻性的科學(xué)家做預(yù)測(cè)，如果動(dòng)力電池的路徑是必經(jīng)之路，鋰資源的稀缺性會(huì)遭遇瓶頸，才開(kāi)始做鈉離子電池研究。產(chǎn)業(yè)上2011年英國(guó)Faradion公司成立，專注做鈉離子電池，也做磷酸鐵鋰，最近被印度首富全資收購(gòu)。15年中科院做了第一個(gè)鈉離子軟包電池，17年中科海鈉成立，持續(xù)證明這個(gè)技術(shù)在有量變到質(zhì)變。寧德時(shí)代也對(duì)外發(fā)布了技術(shù)路線。
鈉電池能量密度稍弱于鋰電池，鈉電池的適合場(chǎng)景主要是兩方面：
一個(gè)是面向儲(chǔ)能，想象空間可能比動(dòng)力電池還大，這應(yīng)該是主戰(zhàn)場(chǎng)
另一個(gè)是短途電動(dòng)，以前用鉛酸的，兩輪車、三輪車，系統(tǒng)側(cè)，磷酸鐵鋰能續(xù)航700公里，鈉電池哪怕能量密度打折扣，能在400-500公里，也是可以做動(dòng)力電池的。
這可能是數(shù)十萬(wàn)億市場(chǎng)。
鈉電池有不同技術(shù)路線，我們主要講的是，鈉電池領(lǐng)域材料創(chuàng)新是核心，目前來(lái)看鋰電池的加工重組完全可以借鑒，鈉離子電池的核心競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)自于材料。
我們覺(jué)得能夠，兩個(gè)正負(fù)極材料，一個(gè)是銅基氧化物正極材料，鎳鐵錳技術(shù)掌握在日本人手里，主要是空氣穩(wěn)定性，加了銅之后可以顯著提升材料穩(wěn)定性。另外就是開(kāi)創(chuàng)性找到無(wú)煙煤基碳作為負(fù)極，之前負(fù)極用硬碳，日本硬碳18萬(wàn)/噸，鋰電池用4萬(wàn)-5萬(wàn)石墨的時(shí)候，經(jīng)濟(jì)性就不行了，因此我們找到的這個(gè)無(wú)煙煤降本非常明顯。另外在電解液、鈉鹽、添加劑上做到了全體系創(chuàng)新，提升了性能。
打消大家一個(gè)，鋰元素成本也就占5%-8%，如果能量密度不行的話，只替換了這個(gè)5%-8%的成本，還是不行的，因此鈉離子電池創(chuàng)新是一個(gè)全面體系的創(chuàng)新。之前碳酸鋰價(jià)格在15w-20w的時(shí)候，鈉離子電池成本下降了30%，現(xiàn)在還會(huì)更多。想說(shuō)的就是鈉離子的競(jìng)爭(zhēng)力是全體系的創(chuàng)新而非單點(diǎn)技術(shù)突破。
除了能量密度外，其他性能可能比磷酸鐵鋰還好，我們可以在高溫使用，由于負(fù)極運(yùn)用無(wú)煙煤碳可以快充，鋰電的快充是有代價(jià)的，會(huì)影響壽命，鈉電池不會(huì)。
外形結(jié)構(gòu)與鋰電池完全相同，也通過(guò)了這個(gè)GB/T31485測(cè)試。
鈉電可以放電到0V，不會(huì)過(guò)放，不怕放，大大提高了安全性。鋰電池不行，放一年可能就壞了。
這是我么你
這是我們提煉了鈉電池的一些優(yōu)勢(shì)，這是鈉電創(chuàng)新性的材料體系做支撐，選了這樣的材料就可以實(shí)現(xiàn)這些功能。
但這個(gè)技術(shù)不是一蹴而就的，能做到今天的程度是十年來(lái)的積累，中科海鈉在材料體系領(lǐng)域都做了各種布局，在各個(gè)技術(shù)路線上都有研究，現(xiàn)在只是選了層狀氧化物，但我們還有更多可以做的創(chuàng)新，依托于中國(guó)完善產(chǎn)業(yè)鏈，14/15年找到了核心材料后，16年就做了電池，17年就拿到了融資，其實(shí)速度是很快的。
我們聚焦在正負(fù)極材料，性能上有很多合適的性能，主要是做產(chǎn)業(yè)化推廣目前也是在跟各個(gè)行業(yè)頭部公司做對(duì)接。
這個(gè)是鈉電用作儲(chǔ)能時(shí)，有86.8%能量轉(zhuǎn)化效率，和鋰電池相同的，而且還有成本優(yōu)勢(shì)，這是未來(lái)最大一個(gè)使用場(chǎng)景。
這是英法美還有國(guó)內(nèi)公司，目前鈉離子電池技術(shù)路線百花齊放，有聚陰離子、普魯士藍(lán)還有我們層狀氧化物，最終會(huì)通過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證，就像磷酸鐵鋰和三元材料的爭(zhēng)論，比如特斯拉以前磷酸鐵鋰進(jìn)入不到現(xiàn)在也可以進(jìn)入。鈉離子主要是提供了高性價(jià)比可持續(xù)的能量塊，這個(gè)有很大必要性，提高性能降低成本，這塊市場(chǎng)會(huì)越來(lái)越大。
識(shí)圖
新能源汽車ETF
這是我們自己的規(guī)劃，希望盡快進(jìn)入輕型電動(dòng)車市場(chǎng)，中科海鈉和大家一起能夠盡快為中國(guó)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)作出貢獻(xiàn)。
$華陽(yáng)股份(SH600348)$
