钠电池:撬动新能源潜力的关键

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当地时间去年10月4日,创投公司TDK Ventures和Eclipse Ventures宣布,将向美国初创企业Peak Energy投资1000万美元(约134亿韩元)。Peak Energy由曾在美国电动汽车企业特斯拉和瑞典电池企业Northvolt担任高管的Landon Mossburg创立,正在开发钠离子(Sodium-ion)电池。


Landon Mossburg在接受媒体采访时强调称:“钠离子电池是释放可再生能源潜力的钥匙,将使电网彻底摆脱碳的束缚。”向该公司投资的TDK Ventures是日本TDK的子公司,旗下拥有为苹果产品供应电池的ATL。曾任特斯拉副总裁、现为Eclipse Ventures合伙人的Greg Reichow也将出任Peak Energy的非执行董事。


钠离子电池是一种以钠金属替代目前主导二次电池市场的锂作为正极材料的电池。由于钠的英语名称为Sodium,在英语国家也被称为Sodium-ion电池。去年4月,全球最大电池企业CATL和中国奇瑞汽车宣布,计划在今年下半年推出搭载钠离子电池的电动汽车,引发外界对钠离子电池的高度关注。

对钠离子电池“真心实意”的中国

钠离子电池最大优势在于价格低廉。钠(原子序数11)与锂(原子序数3)同属元素周期表第Ⅰ族元素,化学性质相似,但储量却极为丰富,是锂的423倍。钠大量存在于海水和地壳中,易于提取。以2023年6月为基准,碳酸钠的价格为每吨290美元,仅为碳酸锂(以99.5%纯度计,每吨3.5万美元)的约1/20。


凭借这些优势,电池和电动汽车价格可大幅下降。CATL曾预测,电池成本有望每千瓦时(kWh)降低77美元。钠离子电池比锂离子电池更安全、起火风险更低,这也是其一大优点。


但也一直有观点指出,由于钠离子电池能量密度低于锂离子电池,不适合对性能要求较高的电动汽车。国际能源署(International Energy Agency,IEA)在《2023年电动汽车展望报告》中分析称,钠离子电池的能量密度为75~160Wh/kg,低于锂离子电池的120~260Wh/kg。


不过,随着中国电池企业相继公布钠离子电池商业化计划,新的市场有望开启。业界认为,如果价格低于锂离子电池、且安全性更高的钠离子电池实现真正商业化,也将对二次电池市场产生不小的冲击。此前,国内电池企业曾将中国的磷酸铁锂(LFP)电池市场视为“低价电池”领域,直到该市场迅速扩张后才开始被动应对。


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CATL在2021年首次公开的钠离子电池能量密度为160Wh/kg。CATL正以实现200Wh/kg的能量密度为目标推进开发。虽然这一水平低于韩国国内企业主力发展的NCM(镍·钴·锰)等三元电池,但与LFP电池相近。据悉,CATL曾邀请凭借锂离子电池研究获得诺贝尔化学奖的已故John Goodenough教授担任技术顾问,通过研究钠离子电池积累技术实力。


继CATL之后,去年6月,中国最大电动汽车企业比亚迪(BYD)宣布,将与中小汽车企业Huaihai成立合资公司,在江苏省苏州建设钠离子电池生产基地。


在此之前,今年2月,中国江淮汽车(JAC Motors)曾全球首发搭载钠离子电池的汽车“Hua Xianzi”。该车型搭载了HiNa Battery开发的容量为25kWh的电池,单次充电最大续航里程为250公里,单位质量能量密度为140Wh/kg。向JAC Motors供应电池的HiNa Technology由中国科学院物理研究所在2017年设立。


中国政府也开始着手培育钠离子电池产业。中国有关部门在去年7月通过发布钠离子电池产业研究报告会表示,已有17家钠离子电池企业通过评估。

印度以钠离子电池培育电动汽车产业

对钠离子电池感兴趣的国家并非只有中国。拥有全球最大人口的印度,正将成本低于锂离子电池的钠离子电池作为替代方案之一加以研究。


在技术开发方面落后于中国的印度,选择积极引进先进技术的路线。印度最大集团信实集团(Reliance)旗下能源子公司Reliance New Energy Solar,去年1月以1亿英镑收购了英国钠离子电池企业Faradion 100%的股权。成立于2011年的Faradion被认为在该领域拥有顶尖技术实力。


Reliance表示,计划在西印度Jamagar地区建设的超级工厂中应用Faradion的技术。Reliance方面解释称:“将利用钠离子电池,获取可再生能源和快速增长的电动汽车所需的能源存储技术。”

印度政府以到2030年将电动汽车占比提高到30%为目标,正在实施多项政策。此外,随着光伏发电、风力发电等项目的建设,用于储能的电池需求也在大幅增长。


问题在于,锂离子电池核心矿物——锂的供应链约80%依赖中国,而印度在国际关系上与中国处于对立状态。从国家安全角度看,单纯依赖锂离子电池风险过大。考虑到印度的收入水平(以2022年为准,人均国民总收入为2380美元),搭载钠离子电池的电动汽车相较锂离子电池电动汽车,可能成为更优选择。


当地券商InCred Securities在去年9月发布的报告中强调指出:“钠离子电池可以解决与锂离子电池相关的地缘政治和供应链问题。由于其原料可以在国内生产,因此将成为‘印度制造’和‘为印度而造’的活生生案例。”所谓“印度制造”(Make in India),是印度总理Narendra Modi在强调制造业培育政策时提出的口号。


钠离子电池尤其被寄予厚望,有望成为推动印度平民主要交通工具——三轮车电动化的重要手段。InCred Securities解释称:“钠离子电池可在不需要长途行驶的小型电动汽车领域找到自己的细分市场。”

犹豫的韩国,研发要到明年才启动

韩国三大电池企业尚未正式大规模投入钠离子电池领域。由于钠离子电池被视为细分市场、市场前景仍不明朗,企业似乎在投资上有所犹豫。市场调研机构Fastmarkets预计,到2033年,钠离子电池的市场占有率将达到9%。



政府方面已开始提供研究开发(Research and Development,R&D)支持。计划从明年起到2028年,为钠离子电池电芯开发提供282亿韩元资金支持。韩国产业技术企划评价院二次电池项目负责人Lee Jeongdu表示:“钠离子电池虽然存在不确定性,但从技术储备的角度看,其必要性已得到认可,因此决定新启动相关研发项目。”


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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