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鈉離子電池只是增混市場的“香餑餑”?

02/08 13:41
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鈉離子電池再度成為資本市場的寵兒。

在過去的一個月里,多家鈉離子電池初創(chuàng)企業(yè)獲得了新一輪融資。

2024年12月,鈉電池技術研發(fā)商隱功科技宣布完成近億元級Pre-A輪融資,本輪融資由IDG資本領投,襄禾資本及地方國有資本聯(lián)合跟投,老股東光速光合持續(xù)加碼。此次融資為隱功科技在新周期下的持續(xù)創(chuàng)新和規(guī)模擴產提供了堅實的資金支持。

同月,眾鈉能源宣布完成由中合投資和黃海金控聯(lián)合投資的近億元A1輪融資交割,A2輪融資也已進入收官階段。

2025年1月,青鈉科技官宣近日獲得超億元Pre-A輪融資,本輪融資由云和方圓領投,凱頤資本參與投資并擔任本輪融資主要財務顧問機構之一。本輪資金將主要用于建設安徽廣德2GWh大圓柱鈉離子電池量產線、研發(fā)及運營投入。

研究機構EVTank、伊維經濟研究院聯(lián)合中國電池產業(yè)研究院共同發(fā)布的《中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2022年)》測算數(shù)據(jù)顯示,考慮到鈉離子電池各潛在應用場景對電池的需求量,理論上在100%滲透的情況下,鈉離子電池2026年的市場空間可達到369.5GWh,理論市場規(guī)?;驅⑦_到1500億元。

面對這個未來千億級市場,業(yè)內專家也頗為看好。

艾媒咨詢CEO兼首席分析師張毅告訴蓋世汽車,未來,鈉離子電池可以克服應用場景和規(guī)?;瘑栴},后續(xù)有機會通過技術創(chuàng)新去改善它的短板,而且時間不會太久。

曾一度受挫

在受到資本熱捧之前,鈉離子電池經歷了從一度受挫到百花齊放的過程。

鈉離子電池是一種二次電池(充電電池),主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作,與鋰離子電池工作原理相似。其主要應用在低速電動車、電動叉車、5G基站儲能、家庭儲能及大規(guī)模儲能等領域。

中國發(fā)展鈉離子電池有三大優(yōu)勢:一是鈉的儲量豐富,不受資源和地域的限制,相比鋰離子電池有非常大的資源優(yōu)勢。二是安全性高。在測試環(huán)節(jié)能夠做到不起火不爆炸,在運輸環(huán)節(jié)能降低電池運輸?shù)陌踩L險。三是高低溫性能優(yōu)異。數(shù)據(jù)顯示,在零下20°C低溫的環(huán)境下,鈉離子電池仍然有90%以上的放電保持率。

鈉離子電池與鋰離子電池的概念被同時提出,是在20世紀70年代,但二者的境遇卻大不相同。

Whittingham于1976年首次報道了層狀TiS2與鋰在Li//TiS2電池中的可逆電化學嵌入反應。其發(fā)現(xiàn)鈉和鋰同樣能夠嵌入TiS2以及其他過渡金屬二硫化物中。

不過,由于TiS2正極的低開路電壓(約為2.2V),以及金屬鋰負極導致的不穩(wěn)定性,Li//TiS2電池無法開發(fā)成具有商業(yè)化前景的功能性電池。

并且,由于鈉離子的半徑比鋰離子大,導致相同材料的鈉離子電池的容量只有鋰離子電池的十分之一。

因此,科學家們紛紛投身于鋰離子電池的研發(fā)熱潮中,鈉離子電池的研究暫時被擱淺。

得益于科學家們的努力,鋰離子電池技術在過去50年里得到了長足發(fā)展。1990年,索尼率先實現(xiàn)了鋰離子電池的商業(yè)化,而鈉離子電池則一直無人問津。

這導致1990年至2000年期間,鈉離子電池的研究數(shù)量急劇下降。而同期,鋰離子電池的市場份額不斷攀升。

2010年,鈉離子電池終于迎來轉機,在全球可再生能源革命的背景下,由于鋰資源的稀缺與分布不均,人類想要邁入電動化的能源之路,僅靠鋰離子電池難以實現(xiàn)。

而鈉離子電池的正負極材料均為地球儲量豐富的資源,因此,鈉離子電池得以重回行業(yè)前沿。

從2010年開始,鈉離子電池的研發(fā)熱潮在行業(yè)興起。2010年到2020年,鈉離子電池的相關研究迎來了井噴式增長,與鈉離子電池技術相關的學術論文發(fā)表數(shù)量及專利數(shù)量也大幅增加。

大批企業(yè)也開始加入鈉離子電池的研究,一個百花齊放的新時代到來了。在寧德時代、中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源、容百科技、欣旺達等一大批國內公司,以及Natron Energy、Faradion等國外公司先后入局后,鈉離子電池的大規(guī)模商業(yè)化進程不斷提速。

為何又火了?

鈉離子電池賽道不是今年火的,早在幾年前就火過。

2021年寧德時代發(fā)布第一代鈉離子電池,同時鋰鈉混搭電池包也正式亮相;按照寧德時代規(guī)劃,目前已啟動鈉離子電池產業(yè)化布局,計劃2023年將形成基本產業(yè)鏈

2022年4月,鈉離子電池創(chuàng)業(yè)公司中科海鈉發(fā)生工商變更,股東新增華為旗下哈勃投資、海松資本、聚合資本等頭部機構。同時,公司注冊資本增至約3095萬元。

2023年6月,易事特擬與員工持股平臺共同投資設立鈉離子電池項目公司;當月,中比新能源宣布首款車規(guī)級大圓柱鈉離子電池量產下線,并與中科海鈉等鈉電領域的上下游企業(yè)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。

如今,資本市場為何再次熱捧鈉離子電池?

真鋰研究創(chuàng)始人、總裁墨柯對蓋世汽車表示,2025年鋰價有很大可能止跌回升,鈉電有望迎來發(fā)展的機遇期,對于企業(yè)來說,現(xiàn)在籌資做好各項準備工作正是時候,投資人也是這么看的。

2024年全年,國內鋰價的波動幅度開始放緩。2024年初,碳酸鋰價格從9.70萬元/噸開始緩慢下降。3月中下旬,碳酸鋰價格曾一度反彈至11.30萬元/噸,但好景不長,隨后價格又逐步回落至約7.25萬元/噸。12月24日,電池級碳酸鋰報價為7.50萬元/噸,環(huán)比上漲250元/噸。

另一方面,車市對于碳酸鋰等原材料的需求也在不斷增加。據(jù)乘聯(lián)分會數(shù)據(jù),2025年1月1日至12日,國內乘用車零售市場銷量環(huán)比和同比均出現(xiàn)下滑,但新能源汽車零售市場卻保持了同比增長8%的態(tài)勢,滲透率高達38.6%,新能源汽車市場增長勢頭依然強勁。

此外,鈉離子電池的豐富的原材料儲量,也將進一步完善產業(yè)鏈閉環(huán)。

張毅指出,鈉離子電池受到資本青睞的另一大因素,主要在于鈉在地球的存量和存在形式比較多,可以提煉的鈉離子非常豐富,這也意味著未來在原材料方面會是一個極大的優(yōu)勢。

國金證券研究所數(shù)據(jù)顯示,截至2020年,全球將近60%的已探明鋰資源儲量分布在南美洲和大洋洲,盡管中國鋰資源儲量位居全球第6,但難以滿足國內市場的巨額需求。

相較于鋰資源 0.0065%的地殼豐度,鈉資源的地殼豐度高達 2.5%,不僅是地殼中第六豐富的元素,且在全球分布較為均勻,其價格受市場需求的影響也會更小。

“從電池產業(yè)的規(guī)?;推占盎瘉碚f,鋰電池相比之下更主流一些,優(yōu)勢當然也很明顯,主要是大規(guī)模產業(yè)會時間比較早,產業(yè)鏈相對比較完善。而鈉的產業(yè)鏈目前并不完善,導致原材料便宜,但是它的應用加工的閉環(huán)目前成本較高。恰恰就是這些獲得融資的這些企業(yè)獲取資本以后,未來將進一步完善產業(yè)化鏈條。”張毅補充道。

尚存兩大挑戰(zhàn)

目前,鈉離子電池有三種技術路線,其主要技術路徑根據(jù)使用的不同正極材料來區(qū)分。

第一種是使用聚陰離子型正極材料,具備性能可以實現(xiàn)快充,循環(huán)壽命長,但成本較高。

第二種是普魯士藍類鈉離子電池正極材料,能量密度更高但合成較為困難,目前有部分公司在布局。寧德時代即使用這種體系,而國海證券認為,普魯士藍類似物加工工藝的改進空間較大,未來尚有降本空間。

第三種是層狀氧化物材料,不過該正極材料中含有鎳和鈷,成本相對較高。中科海鈉則在該路徑中發(fā)現(xiàn),銅具有鎳、鈷的性能,且銅的成本是鎳的一半,是鈷的四分之一,最終研制出銅基鈉離子層狀氧化物正極材料。

“這幾種路線誰能最后走出來,或是都能走出來,現(xiàn)在還不好說。”墨柯表示。

在墨柯看來,當前鈉離子電池的主要挑戰(zhàn)在于負極以及電池整體成本的控制,一定要比磷酸鐵鋰電池便宜才可能有市場。

?鈉離子電池負極材料的成本相對較高,主要原因是硬碳材料的成本較高。?根據(jù)國海證券分析師的報告,國內無定形碳材料的成本約為8-20萬元/噸,行業(yè)壁壘較高?。此外,鵬輝能源在投資者互動平臺上表示,鈉離子電池成本相比鋰離子電池沒有明顯優(yōu)勢,主要原因就是負極材料硬碳的成本較高。

負極材料成本較高,使得鈉離子電池與鋰離子電池相比,整體成本優(yōu)勢并不明顯。

浙江青鈉董事長王子煊曾算了一筆賬:碳酸鋰價格為20萬元/噸時,鈉離子電池的邊際成本領先24%左右;碳酸鋰價格為10萬元/噸時,鈉離子電池的邊際成本領先12%左右;若碳酸鋰價格回歸到5萬元/噸,鈉離子電池僅領先5%的邊際成本。

墨柯認為,如果鈉離子電池的能量密度能做得更高一點,有利于電池成本的下降。

在電池的能量密度方面,鈉離子電池還有較大的技術進步空間。目前,寧德時代第二代鈉離子電池的目標是能量密度突破200Wh/kg,預計于2025年面世,2027年大規(guī)模生產。而寧德時代在2024北京國際車展上正式發(fā)布4C磷酸鐵鋰神行PLUS電池,能量密度已達到205Wh/kg。

張毅表示,鈉離子還是有很大的問題需要解決,比如在儲能領域的應用,產業(yè)化進程,包括它的成熟度等等,其實都需要大力研發(fā)。但依托豐富的資源,也就是原材料成本上的優(yōu)勢上,隨著時間的推移和研發(fā)投入的加大,都是可以解決的。

“另外,鈉離子電池在應對低溫,以及在各種應用場景的普適性等方面的優(yōu)勢,從某種意義上來講,也會給市場帶來更多的創(chuàng)新。”張毅說。

只是增混市場的“香餑餑”?

盡管在業(yè)內人士看來,鈉離子電池商業(yè)化前景可期。但是,目前鈉離子電池裝車的車型大多為微型純電動車,以及增程、混動車型。

2023年4月,奇瑞汽車宣布,寧德時代鈉離子電池將首發(fā)落地奇瑞車型。2023年12月,中科海鈉宣布,公司與江淮釔為聯(lián)合推出的鈉電版花仙子電動車已下線,預計2024年1月開始批量交付,這也是全球首款鈉離子電池量產車。同月,孚能科技與江鈴集團新能源汽車合作推出的首款鈉離子電池純電A00級車型,也正式下線。

不難看出,上述搭載鈉離子電池的車型多位為A00級(微型車)純電動轎車或A0級(小型車)純電動轎車等。

墨柯指出,鈉電的能量密度低,理論上的主要優(yōu)勢就是便宜,如果把理論變成現(xiàn)實,可望在中低端純電車市場實現(xiàn)應用并起量。

目前,三元鋰電池的能量密度能達到300Wh/kg,磷酸鐵鋰電池能達到180Wh/kg左右,但鈉離子電池普遍在90-160Wh/kg之間,即使是動力電池行業(yè)巨頭寧德時代,其第一代鈉離子電池能量密度僅為160Wh/kg。

“應該沒有企業(yè)會琢磨把鈉電用于中高端純電車市場,主要是能量密度不夠,這是天生的缺陷?!蹦屡袛?。

然而,在中高端純電市場暫無用武之地的鈉離子電池,卻意外成為了增程、混動市場的“香餑餑”,鋰鈉“混搭”或將成為未來鈉離子電池的重要發(fā)展方向。

2024年10月,寧德時代正式發(fā)布驍遙超級增混電池。寧德時代方面介紹,這是全球首款純電續(xù)航400公里以上,且兼具4C超充的增混電池。

值得關注的是,此次在驍遙超級增混電池上,寧德時代將鈉離子電池技術落地應用。為進一步提升驍遙電池的低溫性能,寧德時代圍繞鈉離子電池技術做了三個方面的技術創(chuàng)新。

一是依托寧德時代首創(chuàng)的AB電池系統(tǒng)集成技術,驍遙電池包將鈉離子電池與鋰離子電池按一定比例和排列進行混搭、串聯(lián)、并聯(lián)集成,實現(xiàn)電池低溫續(xù)航提升5%。

其次,寧德時代將鈉離子電池作為AB電池系統(tǒng)的SOC監(jiān)測標尺,來輔助標定鋰離子電池的電量,使系統(tǒng)整體控制精度提升了30%,純電續(xù)航里程額外增加10km以上。

三是針對如何在低溫條件下,在同一電池包內,對不同材料體系的電池針對性進行分區(qū)管理的問題,寧德時代開發(fā)了全溫域電量精準計算BMS技術,在全天候場景下對不同化學體系針對性分區(qū)管理,有效解決了高低溫惡劣環(huán)境下電量預測失真或動力性能降級等問題。

“目前驍遙超級增混電池已落地包括理想、阿維塔、深藍、啟源、哪吒?!睂幍聲r代國內乘用車事業(yè)部首席技術官高煥表示,預計到2025年,包括吉利、奇瑞、廣汽、嵐圖等在內的近30款增混車型,都將配備寧德時代驍遙超級增混電池。

張毅分析稱,雖然鈉離子電池的儲能性能有限,當前裝車的車型主要是一些微型純電車,還有一些增程、混動車型,但從某種程度上也是在補強短板,包括儲能的短板,以及產業(yè)鏈配套的成熟度方面的短板。所以,從理論上來講,未來鈉離子電池能否適配更廣泛的車型,以及更廣泛的應用場景,我覺得是有機會的。

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