圖為中科海鈉鈉離子電池
因“資源豐富、成本低、安全性高”等特點被寄予厚望，鈉離子電池規模化應用再提速。
近日，寧德時代發布鈉離子電池品牌“鈉新電池”的消息，再度將這項電池技術置於聚光燈下。寧德時代稱，其鈉新乘用車電池能量密度達175Wh/kg，比肩磷酸鐵鋰電池。該電池支持峰值5C的充電速率和500公裏續航，循環壽命超1萬次，預計於今年12月量產。
“目前鈉離子電池產業正處於突破前夕，市場爆發點即將到來。”中科海鈉科技有限責任公司（以下簡稱“中科海鈉”）總經理李樹軍表示，經過數十年的技術研發積累，鈉離子電池的性能已接近鋰離子電池，有望在儲能、商用車等應用場景率先起量，未來3~5年，將達到千億級市場規模。
率先在儲能及商用車領域起量
鈉離子電池被視為電池研發的重要技術路線之一。2021年，鋰離子電池龍頭企業寧德時代發布其第一代鈉離子電池產品，將這一技術推向公眾視野。
記者了解到，鈉離子電池與鋰離子電池工作原理相似，主要依靠鈉離子在正負電極之間移動來工作，是一種二次電池（可充電電池），具有長壽命、易製造、高安全、理論成本較低等優勢。
近年來，鈉離子電池在能量密度、循環壽命、安全性等方麵不斷取得突破，推動其在儲能及商用車領域的試點應用加速落地。
圖為大唐湖北100兆瓦/200兆瓦時鈉離子新型儲能電站
2024年6月，全球最大的鈉離子電池儲能項目——大唐湖北100兆瓦/200兆瓦時鈉離子新型儲能電站科技創新示範項目一期工程建成投運，投產規模達50兆瓦/100兆瓦時,標誌著鈉離子電池儲能技術進入大規模商業化應用的新階段。
近日，全國首個40兆瓦/40兆瓦時構網型鈉離子電池儲能係統在雲南文山並網投運。該係統是全球首個實現“調峰+調頻+構網支撐”多場景融合應用的大容量儲能解決方案，驗證了鈉電儲能在調峰、調頻、黑啟動、電壓支撐等多場景的協同能力。
除了新型儲能領域外，鈉離子電池技術也加速向商用車市場滲透，特別是電動重卡市場。
3月28日，中科海鈉發布全球首個鈉離子電池商用車解決方案，包括“海星K150”“海星K210”“海星K280”和“海星K350”四款產品。前兩款專為短倒運輸場景設計，後兩款則定位於物流運輸領域的技術需求，這標誌著鈉離子電池正式在商用車上應用。據介紹，“海星”電池計劃於今年第三季度批量推廣，預計明年將有數千台電動重卡搭載鈉離子電池開啟規模化運用，可達成GWh級別的電池出貨。
而寧德時代此次發布的“鈉新電池”品牌，其首款產品就是針對重型卡車的24V重卡啟駐一體蓄電池。寧德時代介紹，該電池可支持全電量使用，零下40度整車可以一鍵啟動，使用壽命突破8年，總成本相較鉛酸電池降低61%。該電池將於今年6月正式量產，首發落地一汽解放車型。
將迎百GWh時代
“我們選擇重點聚焦商用車和儲能市場，主要出於三點考量，一是政策支持，二是技術突破，三是場景適配。”李樹軍解釋道，儲能應用場景與鈉離子電池資源豐富、成本低廉的優勢適配，隨著鈉離子電池的成本不斷優化，市場會逐步打開；而商用車的使用要求和鈉電的特性天然匹配，且除城市公交車外，整體電動化率不足10%，市場廣闊。“我們的新一代鈉離子電池，基於長壽命、寬溫區、高倍率特性，提高電量使用率的同時還降低了充放電損耗率，可為電動重卡提供少裝電池、快速充電、多次使用的新運行模式。”李樹軍說道。
記者了解到，中科海鈉“海星”解決方案所用的電芯能量密度達165Wh/kg，能在20~25分鍾內完成100%充電，且快充模式下循環壽命仍能超過8000次，-40℃至45℃寬溫域穩定放電，這與商用車高頻使用、快速補能、全天候運營及大部分在嚴寒地區運行的特殊需求高度契合。
此外，不同於“堆電池增電量”方案，中科海鈉采用“高頻快充”策略，通過將每天的充電頻率增加至2-3次，在減少電池裝載量的同時，降低電池購置成本、提高電動重卡的運營裏程。“目前，鋰離子電池無法兼顧快充性能與循環壽命，而鈉離子電池在此方麵具備優勢。”李樹軍稱。
中關村儲能產業技術聯盟高級研究經理孫佳為認為，鈉離子電池在電網調峰調頻、低速電動車、商用車以及港口岸電等應用領域更具競爭力。“具體而言，電網級調頻需要技術具備快速響應能力，鈉離子溶劑化能比鋰離子更低，具有更好的界麵離子擴散能力，因此電池的倍率性能更好，可以滿足4C以上的放電需求；在商用車領域，鈉離子電池可以在-20C的環境下正常工作，適配寒冷地區重卡全天候運營的需求。”孫佳為說道。
圖為寧德時代鈉新24V重卡啟駐一體蓄電池
“經過15年的基礎研究，我們挖掘出了鈉離子電池‘長、寬、高’的特性。”中國科學院物理研究所清潔能源實驗室主任胡勇勝說道，長即長壽命，目前，鈉離子電池循環壽命可突破2萬次；寬指寬溫域，鈉離子電池既能耐受低溫，在-40℃的極寒環境下保持80%的容量，也能夠耐受高溫，在45℃的環境中可穩定長循環使用；而高倍率則支持快充，實現20分鍾充滿電。
隨著鈉離子電池在儲能和電動車領域的應用加快落地，鈉離子電池產量需求也將持續攀升。“未來3至5年，鈉電池將進入規模化出貨階段，出貨量有望超過百吉瓦時。”孫佳為預測。
做鋰離子電池的有益補充
盡管擁有諸多優點，但鈉離子電池在商業化過程中仍然麵臨諸多挑戰。目前來看，鈉離子電池的整體出貨量較小，處於示範、小規模生產向市場化應用、規模化生產的過渡階段，其成本優勢也尚未得到很好體現。
記者注意到，2021年下半年，碳酸鋰價格逐漸上漲，鈉離子電池因“資源豐富、成本低、安全性高”等特點被寄予厚望；而自2023年，碳酸鋰價格低位運行以來，鈉離子電池的成本優勢被迅速稀釋。
一位業內專家告訴《中國電子報》記者，鋰電價格的持續下滑，在一定程度上延緩了鈉離子電池的產業化進程。隻有當鋰電產能有效出清後，鈉離子電池才有望真正迎來規模化發展。
圖為中科海鈉鈉離子電池生產線
此外，由於鈉離子電池尚未實現規模化生產，不具備規模效益，因此成本仍舊較高。孫佳為分析指出，雖然鈉離子電池的理論成本可比鋰離子電池低約20%，且受原材料價格波動影響小；但目前鈉離子電池的電芯價格普遍超過0.5元/Wh，預計實現規模化量產後可降至0.3元/Wh，與當前鋰電電芯中標價格相當。
據孫佳為觀察，在兩輪車領域，同鉛酸電池車型相比，鈉電兩輪車售價普遍超過3000元，價格較高；疊加購買渠道單一、市場認知度不高等問題，致使其市場占有率偏低。而在儲能領域，受成本因素影響，2024年鈉離子電池的整體裝機量不到200MWh。“無論是從出貨量，還是從裝機量來看，該技術均處於發展初期。”孫佳為說道。
而在能量密度、快充等性能指標方麵，鈉離子電池與鋰離子電池也存在較大差距。“當前，僅有少數頭部企業推出的鈉離子電池能量密度能夠‘比肩’磷酸鐵鋰電池的行業平均值，不能代表整體行業水平；快充技術同樣存在檔次之分，整體仍落後於鋰電池；此外，寧德時代推出的24V重卡啟駐一體蓄電池，主要應為啟停電池，而非用於動力。”上述專家稱。
不過，對於鈉離子電池的市場定位,業內專家已達成共識：發展鈉離子電池有國家戰略考量，同時也有其自身性能獨特的因素。鈉離子電池不是要取代鋰離子電池，而是做鋰電池的有益補充。
對於鈉離子電池未來的發展，李樹軍充滿信心。他表示，經過數十年的技術研發積累，鈉離子電池的性能已接近鋰離子電池，未來還將進一步取得技術突破。隨著寧德時代等鋰電巨頭再度加碼鈉離子電池，推動鈉離子電池產業鏈成熟，也將促使鈉離子電池從“技術可行”向“商業可信”跨越。
“我們相信，在行業共同努力下，鈉離子電池產業突破必將很快到來。鈉離子電池即將開啟千億級藍海市場。”李樹軍說道。
