1月5日，中科海鈉科技有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱中科海鈉)發(fā)布消息稱，中科海鈉與江淮汽車集團(tuán)旗下新能源汽車品牌——江淮釔為聯(lián)合推出的純電車型“花仙子鈉電版”正式向用戶批量交付。該款車型續(xù)航里程為252公里，搭載的鈉離子圓柱電芯由中科海鈉供應(yīng)，售價(jià)5.99萬(wàn)元起。

此前，孚能科技發(fā)布消息稱， 孚能科技與江鈴集團(tuán)新能源汽車合作的鈉離子電池純電A00級(jí)車型——江鈴易至EV3(青春版)下線，續(xù)航里程251公里，售價(jià)5.28萬(wàn)元起，可滿足年輕一代日常上班代步、跨城出行等多樣性場(chǎng)景需求。

更早些時(shí)候，奇瑞汽車與寧德時(shí)代合作的奇瑞QQ冰淇淋宣布上市，起售價(jià)3萬(wàn)元。為什么3萬(wàn)元就可以買輛電動(dòng)汽車?關(guān)鍵在于搭載的鈉離子電池。

種種跡象表明，電動(dòng)汽車正在迎來“鈉時(shí)代”。

2022年，中金公司發(fā)布的研究報(bào)告預(yù)計(jì)，中國(guó)鋰供給將在2030年之前出現(xiàn)“硬”缺口，發(fā)展鈉離子電池是資源約束下的較優(yōu)解法。

“鈉離子電池平均電耗比磷酸鐵鋰低，成本能減少10%~30%，并在低溫性能上有較大優(yōu)勢(shì)。在未來的新能源電動(dòng)汽車市場(chǎng)上，鈉電版的車型將在三四線城市占據(jù)一席之地。”中科海鈉執(zhí)行董事長(zhǎng)唐堃告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“鈉離子電池的應(yīng)用不僅限于車，還包括儲(chǔ)能電站等。”

吐故“鈉”新，分庭抗“鋰”?

1月11日，中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(以下簡(jiǎn)稱中汽協(xié))發(fā)布的2023年12月及全年汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示，2023年，我國(guó)新能源汽車?yán)^續(xù)保持快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)占有率達(dá)31.6%，連續(xù)9年位居全球第一。中汽協(xié)預(yù)計(jì)，2024年我國(guó)新能源汽車銷量將達(dá)1150萬(wàn)輛。

2023年12月28日，小米首款汽車小米SU7正式亮相。此前，工業(yè)和信息化部發(fā)布的《免征車輛購(gòu)置稅的新能源汽車車型目錄》公告顯示，小米SU7低配版本搭載73.6千瓦時(shí)弗迪的磷酸鐵鋰電池，續(xù)航可達(dá)668公里;小米SU7高配版本搭載101千瓦時(shí)寧德時(shí)代的三元鋰電池，續(xù)航可達(dá)800公里。

據(jù)了解，當(dāng)前新能源汽車主流的動(dòng)力電池有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，但這幾年鋰的價(jià)格波動(dòng)頻繁。市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，作為電池原料的碳酸鋰價(jià)格從2021年8月前的10萬(wàn)元/噸漲至2022年末約60萬(wàn)元/噸，到2023年末又跌回約10萬(wàn)元/噸。

價(jià)格猛漲的背后是不容忽視的鋰資源快速稀缺的現(xiàn)實(shí)。全球鋰資源面臨分布不均勻、可開采儲(chǔ)量有限的局面。國(guó)際能源署曾在2022年預(yù)測(cè)，若依靠現(xiàn)有在建的鋰礦生產(chǎn)項(xiàng)目，全球2030年將面臨近50%的需求缺口。

美國(guó)地質(zhì)勘探局此前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球22.3%的鋰礦分布在澳大利亞、52.7%的鋰礦分布在阿根廷和智利，而中國(guó)的鋰礦資源僅占全球的7.1%。

與其受控于人，不如另辟蹊徑。近年來，鈉離子電池因原料成本低、資源分布廣泛、獲取方便等因素，備受市場(chǎng)關(guān)注。

“作為鈉離子電池的原料，一噸碳酸鈉的價(jià)格是2000元，比碳酸鋰最低價(jià)還要便宜很多。”唐堃介紹，與磷酸鐵鋰電池相比，鈉電池在零下20攝氏度的低溫環(huán)境下，電容量保持率可達(dá)92%，降低了冬季續(xù)航的衰減。此外，鈉離子電池充電15分鐘可補(bǔ)能至80%，充電速度與磷酸鐵鋰電池相比要快得多。

中金公司發(fā)布的研究報(bào)告稱，鈉離子電池在低溫、安全、快充等性能指標(biāo)上的表現(xiàn)優(yōu)于鋰離子電池，而能量密度、循環(huán)壽命等仍有提升空間，但考慮到鈉的材料來源豐富，長(zhǎng)期來看有望分庭抗“鋰”。

那么，鈉離子電池能否替代鋰離子電池，在新能源汽車市場(chǎng)占有一席之地呢?

“總要有第一個(gè)吃螃蟹的人”

回溯至20世紀(jì)末，鈉離子電池的發(fā)展幾乎跟鋰離子電池同步，但研究發(fā)現(xiàn)鈉離子電池的能量密度低，和鋰電池相比需要更大的體積和重量，才能實(shí)現(xiàn)同樣的儲(chǔ)能效果。這使得鈉離子電池在對(duì)能量密度要求較高的消費(fèi)類電子市場(chǎng)遭遇冷落，導(dǎo)致其發(fā)展勢(shì)頭遠(yuǎn)不及鋰離子電池。

從研究角度來看，由于鈉離子電池一直沒有特別合適的負(fù)極材料，一度被列入“冷門”研究領(lǐng)域。轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2000年前后，加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)教授J. R. Dahn等人將硬碳用作鈉離子電池負(fù)極，在當(dāng)時(shí)接近鋰離子電池中石墨負(fù)極材料的可逆循環(huán)比容量。隨后，國(guó)內(nèi)的團(tuán)隊(duì)開始研究鈉離子電池。

中科海鈉董事長(zhǎng)、首席科學(xué)家胡勇勝2001年來到中國(guó)科學(xué)院物理研究所(以下簡(jiǎn)稱物理所)攻讀博士學(xué)位，師從中國(guó)工程院院士陳立泉。2009年，在導(dǎo)師的召喚下，胡勇勝?gòu)膰?guó)外回到物理所，開始研究鈉離子電池。

“如果失敗了怎么辦?”曾有人問過胡勇勝這樣的問題。他的回答是，“總要有第一個(gè)吃螃蟹的人”。如果自己不做也會(huì)有別人做，放棄就可能錯(cuò)失一個(gè)機(jī)會(huì)。

2017年，中科海鈉正式成立。

“當(dāng)年，我們?cè)谧咴L物理所時(shí)了解到中科海鈉這個(gè)項(xiàng)目，綜合考慮了鈉離子電池的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以及對(duì)未來大規(guī)模儲(chǔ)能應(yīng)用市場(chǎng)的判斷，從發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目到完成投資花了半年多時(shí)間。”中科創(chuàng)星創(chuàng)始合伙人米磊告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

2018年，中科海鈉完成首輪國(guó)科嘉和基金投資的天使輪融資。2020年，中科海鈉宣布完成數(shù)千萬(wàn)元Pre-A輪融資，由中科創(chuàng)星和梧桐樹資本領(lǐng)投。

不是取代，而是補(bǔ)充

中金公司發(fā)布的研究報(bào)告稱，2021年以來，隨著新技術(shù)成熟度的增加以及應(yīng)用場(chǎng)景完善帶來的市場(chǎng)需求提升，鈉離子電池正處于突破低谷進(jìn)入復(fù)蘇爬升期的拐點(diǎn)。

米磊認(rèn)為，當(dāng)前鈉離子電池企業(yè)應(yīng)該通過持續(xù)研發(fā)和不斷進(jìn)行落地部署來加快產(chǎn)品成熟進(jìn)度。比如，上游的原材料，中游的正負(fù)極、電解液等主要材料的規(guī)模和穩(wěn)定性都不夠，下游的電池企業(yè)產(chǎn)能也沒有達(dá)到最具經(jīng)濟(jì)性的規(guī)模，整個(gè)供應(yīng)鏈體系的效率還不太高。因此，伴隨著產(chǎn)品性能的提升和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，鈉離子電池的競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)越來越強(qiáng)。

如今，鈉離子電池的發(fā)展頗為業(yè)內(nèi)看好。“新能源車的市場(chǎng)很大，鈉離子電池和鋰離子電池還談不上競(jìng)爭(zhēng)，也不會(huì)完全取代鋰離子電池。”唐堃告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“由于鈉電池的低溫效能、循環(huán)性能優(yōu)異，有望成為鋰電池體系的重要補(bǔ)充。”

江淮釔為電池系統(tǒng)部專家也表示，在低溫環(huán)境下，鈉離子電池仍保持穩(wěn)定性能，彌補(bǔ)了鋰電池低溫特性差導(dǎo)致冬季續(xù)航里程衰減的不足。此外，鈉離子電導(dǎo)率更高，快充性能更強(qiáng)。

1月3日，《自然-能源》報(bào)道了胡勇勝團(tuán)隊(duì)與荷蘭代爾夫特理工大學(xué)教授Marnix Wagemaker團(tuán)隊(duì)的合作成果—— 一款基于硬碳負(fù)極的快速充電鈉離子電池，有望解決電動(dòng)汽車和電網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域中的“充電焦慮”問題。

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一款能在9分鐘內(nèi)完成充放電，并實(shí)現(xiàn)3000次充放電循環(huán)的26700型圓柱電池。該研究成果預(yù)示著未來的電動(dòng)車有望實(shí)現(xiàn)與燃油車加油時(shí)間相當(dāng)甚至更短的充電時(shí)間，對(duì)加快鈉離子電池在大規(guī)模儲(chǔ)能及電動(dòng)汽車領(lǐng)域的應(yīng)用具有重大意義。

“盡管鈉電池能量密度目前仍低于鋰電池，但新研究正在快速提升能量密度，很快有望接近磷酸鐵鋰電池。”唐堃說。