研究发展提速、量产爆发在即。
1.1.起步于上世纪,经历漫长研发
钠电池研究起步于 20 世纪 80 年代,其发展历程大致可划分为三个阶段: 第一阶段为 1980-2010 年,处于实验室研发阶段。钠电池与锂电池在研发初始阶段近乎同步。但相较于锂电池,钠电池由于钠元素本身的性能导致其能量密度较低,且其正负极材料研发进度慢于锂电池。因此锂电池率先于 1991 年进入商业化阶段,而钠电池也迎来了充分的技术储备期,长时间处于实验室研发阶段。 第二阶段为 2011-2016 年,开始出现钠电池示范产品。继2011年全球首家钠离子电池公司 Faradion 在英国成立后,钠离子电池公司不断涌现,钠电池示范产品逐渐进入大众视野。2015 年钠离子软包电池示范,2016年小批量试制钠离子软包电池和圆柱电池。第三阶段为 2017 年-至今,开始走向实用化应用阶段。2017年,国内首家钠离子电池公司中科海钠成立,同年国内实现了首辆钠离子电动自行车示范。2019 年国内首座 100kWh 钠离子电池储能电站示范。2021年宁德时代发布第一代钠离子电池,同年全球首套1 MWh 钠离子电池光储充智能微网系统正式投入运行。在不断探索中,钠离子电池的应用场景和发展思路逐步清晰明了,开启实用化应用的新篇章。
1.2.国内首家成立、加速产业化进程
2017 年国内首家钠电池企业中科海钠成立,加速钠电池产业化进程。中科海钠于 2017 年注册成立,其依托于中国科学院物理研究所,基于长期的实验室研发成果,专注于新一代储能体系——钠离子电池研发与生产。中科海钠聚焦低成本、长寿命、高安全、高能量密度的钠离子电池产品,其潜在应用覆盖低速电动车、规模储能、电动汽车、国家安全等领域。中科海钠的成立加速了钠电池商业化进程。中科海钠研发实力雄厚,研发成果突出。公司拥有国际领先的研究开发团队,以中科院物理所陈立泉院士、胡勇胜研究员为技术带头人,团队成员大多具有优异的学术背景或丰富的新能源行业从业经验。在研发成果方面,公司在钠离子电池研发和技术上不断突破,拥有15 项钠离子电池核心专利,处于行业领先水平。目前公司钠电池的能量密度是铅酸电池的3倍左右,达到 145 Wh/kg。
目前中科海钠已拥有圆柱和软包钠离子电池。中科海钠圆柱钠电池型号包括 26650、32138。其中 26650 型号的钠电池容量为2300 mAh,工作温度为-20~55℃,最大放电电流为 9A;32138 型号的钠电池容量为7500mAh,工作温度为-20~55℃,最大放电电流为24A。软包钠离子电池型号包括0880138 和 09114188,容量分别为 6Ah 和10Ah,两者工作温度均为-20~55℃,前者最大放电电流为 6A,后者最大放电电流为10A。
中科海钠于 2022 年 7 月投产全球首条GWh 钠电池生产线。中科海钠于 2021 年 12 月与安徽省阜阳市人民政府、三峡能源与三峡资本达成合作协议,拟共同投资建设钠电池规模化量产线。该项目钠电池规划产能为5GWh/年,分两期建设,其中一期 1GWh 生产线已于2022 年7月在安徽阜阳投产,是全球首条投产的 GWh 钠电池生产线。
2.1.国外:多家企业布局、进展成果显著
国外布局钠电池领域的企业主要集中于英国、美国、法国、日本:英国方面,Faradion 公司于 2011 年成立,是较早布局钠电池技术研发及产业化的企业,已取得较为显著的研发成果。Faradion 公司已研发出10AhNi 基层状氧化物/硬碳软包电池样品,其能量密度可达140W·h/kg,在80%DOD 循环寿命预测超过 1000 次。 美国方面,Natron Energy 公司研发出的高倍率普鲁士蓝对称水系钠电池在 2C 倍率下循环寿命可达 10000 次,但其体积能量密度仅为50W·h/L。法国方面,NAIADES 计划团体已研发出氟磷酸钒钠/硬碳18650电池,能量密度为 90W·h/kg,在 1C 倍率循环次数达4000 次。日本方面,2020 年日本布局钠电池领域的企业主要包括日本岸田化学、日本丰田、日本松下和日本三菱化学,其中日本岸田化学布局钠电池电解质材料开发,日本丰田布局钠电池正极材料开发,日本松下布局钠电池负极材料开发,日本三菱化学则积极推动与东京理工大学在钠电池领域的合作。

2.2.国内:初创+传统并驱,产业化爆发在即
国内初创企业及传统锂电企业持续加码布局钠电池产业链。目前国内布局钠电池领域的初创企业主要包括中科海钠、众钠能源、钠创能源等;传统锂电企业主要包括宁德时代、贝特瑞、杉杉股份、天赐材料、多氟多、翔丰华、鹏辉能源等。上述企业积极布局钠电池正极材料、负极材料、电解液以及钠电池等。 正极材料方面,据不完全统计,目前已实现钠电池正极材料销售的企业包括容百科技、振华新材,其中容百科技已接到一些批量钠电池正极材料订单;振华新材正极材料已实现吨级产出与销售。目前已投产钠电池正极材料的企业包括众钠能源、华阳股份,其中众钠能源百吨级正极材料线已经于 2022 年 3 月份投产;华阳股份 2000 吨/年钠电池正极材料项目已于2022 年 3 月投产。处于送样阶段的企业包括当升科技。具有中量试生产技术的企业为厦钨新能,已完成百公斤级的钠电材料试生产工作。此外,格林美已经做好批量生产钠离子电池材料的准备,七彩化学和美联新材共同投建年产 18 万吨电池级普鲁士蓝(白)项目,百合花已掌握普鲁士蓝(白)核心技术。
负极材料方面,据不完全统计,目前布局钠电池负极材料的企业主要包括华阳股份、贝特瑞、杉杉股份、翔丰华、百合花等。其中华阳股份2000吨/年钠电池负极材料项目已于 2022 年 3 月投产;贝特瑞硬碳负极材料已开发至第五代,可应用于钠电池中;杉杉股份已拥有软硬碳方面的技术积累和量产能力;翔丰华高性能硬碳负极材料正在由相关客户测试中;百合花在进行钠离子电池正负极材料的研究开发。
电解液方面,据不完全统计,目前布局钠电池电解液的企业主要包括钠创能源、天赐材料、多氟多、传艺科技等。其中钠创能源已完成5000吨电解液的生产工艺包设计,并在已拥有钠电池电解液量产技术,且具备六氟磷酸钠量产能力;多氟多已具备年产千吨的六氟磷酸钠生产能力,且公司产品已实现批量生产销售;传艺科技于 9 月 8 日发布公告称拟设立控股孙公司江苏传艺钠电新材料有限公司,并以其为投资主体拟投资建设一期5 万吨/年、二期10 万吨/年的钠电池电解液项目。

钠电池方面,据不完全统计,目前已具备GWh 钠电池量产能力的企业包括中科海钠、华阳股份和多氟多,其中中科海钠1GWh 钠电池生产线于2022 年 7 月在安徽投产;华阳股份 1GWh 钠离子电芯生产线于同年9月投产,目前正积极推进 1GWh 钠离子电池 PACK 生产线项目,预计于2022年内投产;多氟多控股子公司焦作新能源已具备1GWh 钠电池产能。目前拥有在建钠电池生产线的企业包括宁德时代和传艺科技,其中宁德时代已启动钠离子电池产业化布局,预计于 2023 年将形成基本产业链;传艺科技年产 4.5GWh 钠电池各生产设备及装置安装调试进展顺利,中试生产即将投产运行。此外,众钠能源、鹏辉能源、派能科技、维科技术均在积极布局钠电池领域。