中國粉體網訊 電池產業觀察獲悉，9月30日，華陽集團與中科海鈉聯合打造的全球首批量產1GWh鈉離子電池產線在山西陽泉市正式投運，意味著鈉離子電池將實現從中試到量產的關鍵轉換。
鋰的近鄰，鈉離子電池優劣勢明顯
目前，在電化學儲能中發展最為成熟的是鋰離子電池技術，但隨著電動汽車普及和大規模儲能應用，鋰離子電池或將面臨鋰資源緊缺的問題。鈉離子電池卻漸漸成為目前儲能技術的研究熱點。
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更為優異，從技術成熟度上更快，被日本索尼公司與1991年實現商業化。因此，研究者們更多的將研究重心轉移到鋰電領域，而鈉離子電池技術則默默低調成長，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
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充放電。充電時，鈉離子從正極脫出經過電解質嵌入負極，同時電子的補償電荷經外電路供給到負極，保證正負極電荷平衡；放電時則相反，鈉離子從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極。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結構。
鈉離子電池相較于鋰離子電池的優勢在于：
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，而且其安全穩定性更能滿足大規模應用的需要。鈉離子電池在成本上具有著相當突出的優勢。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成本。
3.鈉不會與鋁發生反應，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.鈉的熱穩定性極高，短路時發熱量少，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鹽和溶劑，所以在電解質方面比鋰離子電池具有更寬的選擇范圍。
不過，相較于目前已實現產業化、規模化商業應用的鋰離子電池，鈉離子電池仍有其局限性，主要體現在：
1.能量密度低，鈉元素的原子質量是鋰元素的3.3倍，導致鈉離子電池的能量密度較低，僅有鋰離子電池的50%左右；并且也導致同樣規模容量的電池，鈉離子電池的空間占用更大，功率密度低。
2.循環壽命較短，鈉離子的離子半徑是鋰離子的約1.3倍，導致鈉離子脫出、嵌入困難，循環次數不足鋰離子電池的一半。
3.產業鏈不完善，鈉離子電池仍處于商業化探索和改進中，工程化設備、供應鏈配套等暫未形成，產品性能、成本控制及適配應用場景等有待進一步檢驗。
我國鈉離子電池商業化進展
由于具有資源豐富、成本低廉、能量轉換效率高、循環壽命長、維護費用低等眾多優勢，鈉離子電池今年以來的產業化進程可謂突飛猛進。據不完全統計，目前國內已有20余家企業參與或投資鈉離子電池及其材料的研發生產，包括華為等一些知名企業也參股了鈉離子電池領域企業。部分鈉離子電池企業進展情況如下（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師李泓聯合創辦的專注于新一代儲能體系鈉離子電池研發與生產的高新技術企業。截止至目前，已有15項鈉離子研發專利。
2018年6月，中科海鈉在中國科學院物理研究所園區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院物理研究所聯合推出全球首套1MWh鈉離子電池光儲充智能微網系統，在山西太原投入運營。
2021年8月，中科海鈉與華陽股份合作，共建年產能2000噸（~0.8GWh）的鈉離子正/負極材料生產線，2022年投產，并與2023年擴產至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，將共同建設全球首條鈉離子電池規模化量產線，該產線規劃產能5GWh，分兩期建設，1期1GWh將于2022年正式投產。
目前，中科海鈉已成功開發出NaCP08/80/138等不同規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先水平。
2022年9月30日，華陽集團與中科海鈉聯合打造的全球首批量產1GWh鈉離子電池產線在山西陽泉市正式投運。
2.寧德時代：
寧德時代是國內率先進入國際頂尖車企供應鏈的鋰離子動力電池制造廠商，動力電池市場占有率連續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月前后發布鈉離子電池。
2021年7月，寧德時代第一代鈉離子電池發布，同時亮相創新的鋰鈉混搭電池包。該電池將于2023年形成產業鏈，并稱第二代鈉離子電池的能量密度將達到200Wh/kg，系統能量密度能做到160Wh/kg。
3.鵬輝能源：
鵬輝能源是國內最早生產和研發鋰電池的企業之一。主營業務涵蓋數碼消費類電池、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域，全面實現新能源產業的覆蓋，并率先實現規模化生產。
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業鏈，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，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商，全球市場占有率20.56%，國內市場占有率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、生產及銷售等。注冊資本為3000萬元。
2022年8月，傳藝科技發布公告稱，根據公司戰略發展和業務規劃，董事會同意公司擬使用自有資金3000萬元設立研究院《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，鈉電池生產設備及裝置安裝調試進展順利，已具備中試生產條件并即將投產運行。
2022年9月，傳藝科技發布《關于對外投資設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線。
5.同興環保：
同興環保是我國較早進入非電行業煙氣低溫脫硝領域的企業，具備較成熟的煙氣治理能力，目前在非電行業煙氣治理市場占據領先地位。
2022年9月，同興環保科技股份有限公司與中國科學技術大學在合肥舉行合作協議簽約儀式，共建“中國科大-同興環保儲能電池材料及器件聯合實驗室”，標志同興環保跨界進軍鈉離子電池產業。
6.七彩化學：
七彩化學是國內高性能有機顏料龍頭企業，擁有高性能有機顏料領域多項核心技術。
2022年9月，鞍山七彩化學股份有限公司與廣東美聯新材料股份有限公司就雙方暫定共同投資25億元建設“年產18萬噸電池級普魯士藍(白)項目”事項簽署《戰略合作協議》，致力于鈉離子電池正極材料普魯士藍(白)系列產品的研究開發及產業化，助推鈉離子電池產業發展。
7.維科技術：
維科技術是我國一家以新能源鋰電池為主業，以3C數碼電池和動力電池為核心業務的A股上市公司。
2022年9月，與浙江鈉創新能源有限公司在浙江紹興簽訂《深度合作戰略框架協議》，在江西維科產業園建設鈉電產業化基地，項目初期擬建2GWh鈉電池生產線，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、電子化學品、鋰離子電池及相關材料研發生產的高新技術企業。
2022年9月，多氟多表示，鈉離子電池的正極材料中試線已經建成，小批量產品陸續下線，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硬碳負極材料及相關企業研發生產的技術企業。創始人武漢大學化學與分子科學學院教授曹余良。
2022年8月，珈鈉能源完成近數千萬元天使輪融資，由順為資本獨家投資，籌劃百噸級的中試線，預計明年4月實現中試線產品穩定輸出。基于公司產品組裝的大容量鈉離子電池的能量密度應可達到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制造等，為新能源汽車提供鋁材料生產的鋁鑄件。其業務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、動力電池新的發展方向，其建設的氟化鈉（NaF）產能將作為鈉離子電池材料端的技術儲配，實現公司多元化的產業布局。
11.欣旺達：
欣旺達是以鋰離子電池模組的研發、設計、生產及銷售為主營業務的高新技術企業，是國內領先的鋰離子電池模組解決方案及產品提供商。
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，且在鈉離子電池領域公司積極探索產學研合作，并與南開大學合作設立院士工作站，共同研究新型鋰硫、鈉離子、固態電池等關鍵材料及技術。
12.華陽集團：
華陽集團是由世界500強企業陽煤集團整體更名而來的高科技新材料產業集團，是全國最大的無煙煤生產基地。
2021年6月，由華陽集團聯合中科海鈉公司共同打造的全球首套1MWh鈉離子儲能系統，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劃項目成功送電，該項目第一條鈉離子電池生產線進入設備調試的最后階段，即將于3月底試生產。
2022年9月30日，華陽集團與中科海鈉聯合打造的全球首批量產1GWh鈉離子電池產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，并基于當前鈉離子電池所具有的產業化特點，注冊成立子公司——湖南鈉方新能源科技有限責任公司。
2022年4月19日，湖南立方新能源科技有限責任公司發布第一代鈉離子電池，該產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）大于80%；3C放電90%DOD；零下20℃低溫環境下，依然可以放出約90%的容量，且支持該環境溫度下充電。據悉，立方新能源公司已收到多個客戶的樣品及量產訂單，用于中低速電動車、電動大巴及家用儲能等領域；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品研發、集成設計、生產的企業。
2022年3月，遠信儲能簽訂《姚安縣新能源產業規劃與投資合作框架協議》，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鍵材料研發。
預計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。2023年到2024年將孵化推進1GWh鈉離子電池的生產。
16.三峽集團：
三峽集團是全球最大的水電開發運營企業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，共同建設全球首條鈉離子電池規模化量產產線，產能規劃為5GWh。
17.中石油：
中石油是全球石油石化產品重要的生產和銷售商之一，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，中石油發布《鈉離子電池及儲能裝置開發與應用》招標。對鈉離子電池技術進行研究開發，一是在滿足循環5000次以上、-20℃~60℃耐溫寬的正負極電極材料研發，二是在電芯產品研發、實現鈉電電芯批量制備，第三要開發電池管理系統與能量管理系統、電池模組集成技術等，最終要開發出安全穩定運行的低成本百千瓦級鈉電儲能裝備，實現50kW/100kWh的鈉離子集裝箱式儲能裝備在油田場景下的應用示范。
18.鈉創新能源：
鈉創新能源是我國鈉離子電池技術創新創業的先鋒。開發出全球首套千噸級層狀結構氧化物正極材料濕法合成工藝路線，并設計制造出相應的功能電解液，為鈉離子電池產業生態鏈的建設起到引領作用。
2021年5月，鈉創新能源發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產品。
2021年7月，鈉創新能源與愛瑪科技聯合發布全球首批鈉離子電池驅動雙輪電動車。
2022年6月，鈉創新能源8萬噸鈉離子電池正極材料項目由濱海新區管委會立項報批，于紹興市越城區、濱海新區集中簽約。
2022年9月，鈉創新能源與維科技術在浙江紹興簽訂《深度合作戰略框架協議》，將利用募集資本進行鈉電材料產業化產能建設，并對維科技術鈉電池生產優先保證材料供應等方面的支持。同時，鈉創新能源將提供技術支持并出資參與維科技術在江西維科產業園建設鈉電產業化基地，項目初期擬建2GWh鈉電池生產線，主要面向低速車和儲能市場。
（中國粉體網編輯整理/文正）
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