浅谈钠电池产业化的三大技术路线

2023年，钠电产业化将迎来关键节点。基于正极材料差异化，目前钠电已经发展为层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士类化合物三大技术路线。

由于三大技术路线优势、劣势各异，且市场需求及响应速度不同，产业化进度也存在差异。

具体来看，层状氧化物能量密度、倍率性能等在三种技术路线中表现最好，已率先完成了产业化。布局该路线的企业主要有蜂巢能源、孚能科技、星恒电源、中科海纳、容百科技等。

聚阴离子化合物稳定性和电化学稳定性高，且具备最长的理论循环寿命，落地低速车、储能等应用前景广阔，产业化速度较快。目前布局该路线的企业有众钠能源、鹏辉能源、钠创新能源等。

普鲁士类化合物方面，由于制备结晶化及热失控后产生有毒气体等原因，目前产业化进度较慢，入局的企业有宁德时代、美联新材、华钠新材等。

在此背景下，高工储能、高工产业研究院、高工锂电将于4月24日在苏州举行2023高工钠电产业峰会，峰会主题为“钠电破晓 后浪可期”，届时将邀请100+上下游企业、500+产业链嘉宾参会，敬请期待！

层状氧化物钠电产业化道路“清晰”

层状氧化物是目前钠电的主流技术路线，在结构上可类比为锂电中的三元材料，比容量相对较高，可通过掺杂其他元素解决易相变、残碱高、易吸湿等难点，且其工艺流程与三元材料相似，率先完成产业化。

2023开年以来，多家企业纷纷官宣钠电项目，将进一步推动层状氧化物钠电应用落地。

轻型车市场，星恒电源于1月12日发布了第一代钠电池“超钠F1”，该电池未来将配套星恒电源两轮车，性能方面比肩锂电池，常温循环2000次以上，成本比当前锂电降低约20%。

动力市场，孚能科技于2月28日收到江铃集团“EV3钠电池定点函”，为其提供钠离子电池包总成服务，并将于今年6月30日前启动电池量产。此前，孚能科技表示在钠电方面的技术路线为层状氧化物+硬碳。

储能领域，中科海纳目前已发布多款钠电电芯，包括12Ah圆柱电芯，能量密度为140Wh/kg，循环寿命为2000-3000次；方形方面则研发了80Ah、240Ah两款电芯，可应用于电动乘用车、工商业储能、家庭储能等不同领域。

从材料端看，中科海纳千吨级钠电正负极材料产线已经稳定运行半年，其阜阳GWh级钠电生产线已在去年完成产品下线，万吨级钠电正负极材料产线将于23年第三季度投产。

层状氧化物钠电产业化道路清晰，更多的企业纷至沓来：

然而，相关业内人士分析，若锂矿价格进一步降低至30万元/吨以下，层状氧化物的成本优势将很难体现。

聚阴离子钠电：

聚焦长循环寿命，储能潜力尽显

聚阴离子化合物具有坚固且开放的三维网络结构，可类比为锂电材料中的磷酸铁锂，其克容量达80-130 mAh/g，稳定性和电化学稳定性高，且具备最长的理论循环寿命。

但由于聚阴离子导电性较差，能量密度较低，其中掺钒路线成本较高、掺铁路线能量密度表现较差，当前主要作为储备方案。

高工储能认为，聚阴离子技术路线由于在三种材料中成本最低，在锂矿价格持续下行或更具优势。应用端，该材料由于具备最长理论循环寿命，更适配储能市场。

不仅如此，聚阴离子技术路线包括磷酸钒钠、磷酸锰钒钠、硫酸铁纳等。值得一提的是，钠电新势力头部企业众钠能源以硫酸铁钠电池研发制造为主。

目前，众钠能源已实现实验室电池能量密度160wh/kg，工程电芯120wh/kg，兼具极佳的高低温及倍率性能。当前众钠能源已实现首批钠电储能模组和低速两轮车PACK下线。

去年，众钠能源就已完成钠电在两轮车、储能系统上的实际落地项目。

2022年10月，众钠能源与固德威达成合作，共同推进“Li+/Na+混用2.8MWh液冷储能系统联合研发项目”，方案包含数款 1P48S 液冷方案电池包及全套 2.8MWh 锂钠混用液冷储能系统。通过对锂、钠电池组簇级的安装、调试和试运营，力争实现兼容复合使用。

2022年12月，众钠能源已与全球两轮车装机量排名前三的某上市车企签订排他性战略合作协议，拟在电动车用硫酸铁钠电池项目上建立长期合作关系，共同开发一系列适用于电动车市场的硫酸铁钠电池及配套电池系统。

不仅如此，2023开年以来，多家企业也纷纷官宣聚阴离子钠电项目：

普鲁士类钠电：入局企业少，竞争格局小

普鲁士类化合物是一种典型的立方晶体结构，其所有的金属离子位于立方体顶角，具有较大的隧道结构，可允许钠离子自由嵌入和脱嵌，理论倍率性能、循环性能优异，克容量达90-140 mAh/g。

但由于普鲁士类化合物量产时结晶水控制较难，当前稳定性较差，工艺控制有待进一步成熟，产业化进度将伴随研究进度同步提高。

此前，宁德时代推出的第一代钠电池所使用的材料便是普鲁士类化合物，从最新消息看，宁德时代正致力推进钠离子电池在2023年实现产业化，目前正全面推进钠离子、M3P、凝聚态、无钻电池、全固态、无稀有金属电池等电池技术布局。

GGII分析，颜料企业布局普鲁士类化合物正极材料具有一定的技术与资源优势，切入速度快，生产成本能够较好的控制，颜料企业布局普鲁士类化合物正极材料将成趋势。

高工储能注意到，目前美联新材与七彩化学对普鲁士类化合物的产业化投入最大。1月6日，美联新材及旗下美彩新材与立方新能源、七彩化学签订《战略合作协议》，就钠离子电池正极材料普鲁士蓝（白）共同展开研发、实验，首期合作期限为10年。

3月5日，美联新材、七彩化学、美彩新材签署投资协议增资星空钠电，星空钠电拟将钠离子电池的普鲁士蓝正极材料、硬碳负极材料等17项相关技术及专利权无偿转让给美彩新材。此前，星空钠电已完成普鲁士蓝钠电池在软包电池系统中的应用，并建立了钠电池的中试线。

总的来看，层状氧化物钠电产业化道路较为清晰，入局企业较多，2023年产能规划较大，且已实现配套A00车型的突破，落地应用更为广阔；聚阴离子化合物钠电在循环寿命要求更高的两轮车、储能等的市场需求更大；普鲁士类化合物产业化进度较为缓慢。

然而，这只是2023年开年的情况，高工储能认为，随着聚阴离子化合物、普鲁士类化合物材料技术、工艺、制程的突破以及更多落地应用的出现，其产业化进程将有所提速。

编辑：黄飞