2025年之前,鈉電池還停留在各種假設和實驗室階段,誰也想不到,2026年鈉電池突然就成為儲能電池的敘事主角。
連鐵鋰電池的忠實擁躉國軒高科(SZ:002074),也在今年5月突然發布了鈉電池產品——“鈉晨”。國軒高科宣布正式量產鈉電池,并宣布在今年第四季度實現儲能領域的交付。
即便在此前三元鋰電池勢頭正旺時,國軒高科都是堅守鐵鋰,最終“熬”到了鐵鋰電池絕對碾壓三元鋰電池。而今,鐵鋰電池成為行業絕對主流之時,國軒高科又為何要發展鈉電池呢?
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十年磨一劍
實際上,國軒高科布局鈉電池已有十年之久。
2016年,公司就啟動了鈉離子電池的前期技術探索。但是,國軒高科的鈉電部門一度被視為公司發展的“拖油瓶”。由于只花錢不盈利,難以看到未來,這個部門多次被公司內部的人建議砍掉。
“當時公司內部有人說,不掙錢,還留它(鈉電部門)干啥?”國軒高科前瞻技術研究院副院長王義飛在接受華夏能源網等媒體采訪時表示。王義飛目前是國軒高科鈉電池的主要負責人。
幸運的是,鈉電部門不僅保存了下來,并在“十年磨一劍”中迎來了爆發期。
王義飛介紹,公司的鈉電部門之所以能夠活下來,主要得益于“老板”的堅持。“老板”,指的是國軒高科創始人、董事長、總經理李縝。
李縝認為,創新必須堅守長期主義。為此,公司很早就啟動了“532”戰略。
據了解,國軒高科的“532”戰略分兩個層面,一是技術層面,假設電池技術是100分,那么科學材料占50分,制造技術占30分,產品應用技術占20分;二是人才方面,公司50%的研發人員做現有技術的應用研究,30%的研發人員做未來5年之內電池發展方向的探路式研究,剩下20%的研發人員不限時間和經費,圍繞產業鏈做方向性和可能性研究。
而鈉電池正屬于公司的20%范圍內的“放水養魚”式研究。
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實際上,國軒高科選擇鈉電作為研發方向,并非“開盲盒”,而是基于公司整體戰略的理性選擇。“我們做鈉電,最根本的出發點是為了解決國家能源安全的‘卡脖子’問題。”王義飛說道。
目前,中國動力電池和新能源汽車產量已占據全球半壁江山,但鋰資源卻嚴重不足。鋰資源在全球的分布極不均衡,中國鋰儲量僅占全球約7%。一旦鋰供應鏈被掐斷,中國的電池產業將面臨系統性風險。“鈉資源則完全不同,海水里就有。而海水全球都有,誰都能用。這就從源頭上消除了地緣政治風險。”王義飛說。
值得一提的是,當下鈉電池的爆發,也正是由于地緣政治等因素,導致鋰資源供應出現緊張、碳酸鋰價格高漲。鋰價上漲,讓成本太高的鈉電顯示出經濟價值,鈉電大發展由此具備了一定的市場基礎。
鈉電池“斬關奪隘”
國際上對鈉電池的研究幾乎與鋰電池同步,均起步于上世紀六十年代,但是兩者很快拉開了差距。為什么會這樣?“根本的原因就在于鈉電池能量密度低,能量密度低就會導致成本高。由此被市場一票否決。”王義飛說。
經過60多年的發展,如今的鈉電池已經不同往日。但鈉電池要想走向大規模應用,還仍必須闖過多個“關口”,才能與市場主流鋰電池掰掰手腕,一較高下。
首先就是能量密度問題。當前,無論是動力電池領域,還是儲能領域,都對能量密度有非常高的要求。對此,王義飛認為,單純比較單體能量密度,鈉電當前確實低于鐵鋰,但如果算全生命周期的經濟賬,那就不一樣了。
王義飛舉例說,一個鈉電電芯能量密度可能只有300Wh/kg,但循環壽命可達2萬周;而磷酸鐵鋰電芯能量密度為400Wh/kg,循環壽命為15000周,兩者可釋放總能量均為6000kWh,實際上是等效的。再疊加鈉電材料成本更低、原材料不受限、制造工藝與鋰電80%—90%兼容等優勢,規模化后鈉電成本將快速降低。
值得一提的是,為了提高能量密度,國軒高科在技術、材料、工藝等方面都對鈉電池進行了變革,其中最重要的一項工藝是取消了鈉電池的負極。有材料技術專家向華夏能源網表示:“鈉電池取消負極后,可以使電池在同等體積或質量下,容納更多的活性物質,從而提高電池的整體能量密度。”
王義飛表示,針對這一工藝,公司已經做了很多的數據驗證。他還表示,在對能量密度要求更高的動力電池應用上,無負極鈉電池將是趨勢。
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其次,鈉電池還要闖過安全關。
安全性一直是電池企業的底線要求。為了保障鈉電池的安全性,國軒高科重點從材料入手,采用低液相正極材料,結構熱穩定性高;電解液配方經長期調試,實現“自主界面成膜”,可在過充/加熱條件下觸發分子級自修復阻斷短路。
為了讓客戶放心,國軒高科還采用了最大膽的安全測試——不做隔熱膠、不加結構件,直接把電芯像砌磚一樣堆疊后整體過充,結果仍能“安全無恙”。
經過重重關隘考驗的鈉電池,王義飛非常看好未來的應用,他表示將重點聚焦三類場景:
一是數據中心備用電源。因其對瞬時大功率起停、高循環壽命和低溫適應性要求極高,而鈉電脫溶劑化能力強、體積模量小、反應動力學快,恰好匹配。
二是北方寒冷地區的小動力應用,比如低溫環境下續航驟降、冷啟動困難的電動兩輪車。王義飛表示,“我們在合肥、唐山基地已實車測試超4萬公里,零上幾度就明顯感知到鈉電比鋰電更穩定。”
三是AI算力中心與中東等新興電力緊缺區域的短時高頻調峰需求。針對這一場景,國軒高科已開發出2小時、1小時級快充產品,并正在推進4小時標準產品量產。
據了解,國軒高科已在美國設立基地,并與歐洲伙伴開展聯合測試。王義飛表示,歐美客戶尤其看重鈉電池在寒冷地區與電網調頻中的獨特價值。“資源全球可得,技術中國可控,應用因地制宜,國軒高科鈉電將按照這樣的可持續路徑來推進全球化。”王義飛說道。
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