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半固态+钠电，比克围猎378GWh火热大市场
曾几何时，锂电池的关键材料碳酸锂供不应求，价格一路疯涨，甚至蹿升至60万元/吨的“天价”，整个锂电池产业链企业苦不堪言。两年前，“怒发冲冠”的宁德时代祭出了成本更低的钠电池，引燃了钠电池快速产业化的导火索。
上海钢联数据显示, 8月1日电池级碳酸锂均价报27.55万元/吨。业内人士表示，理论上即便按照15万元/吨碳酸锂价格测算，钠电池材料成本仍有望较锂电池低30%-40%。钠电池在低速电动乘用车、电动两轮车、储能、电动工具等领域有望得到广泛应用，机构预测2027年市场规模可达582.7亿元。
机构纷纷看好钠电池前景。按照中信证券的预测，到2025年钠电池在储能、电动两轮车以及低速电动车等应用领域的潜在总需求将达190GWh。浙商证券预计，到2030年钠电池需求将达到378GWh，市场火热，空间巨大。
2023年或将成为钠离子电池量产元年。除了宁德时代外，比克电池、孚能科技、中科海钠、传艺科技、鹏辉能源、华阳股份、欣旺达、钠创新能源、派能科技、多氟多、海四达、珈钠能源等众多企业都在加快钠电池布局。有机构预计，2023年底业内钠电池产能将增加至21GWh，同比增长950%。
“半固态+钠电”新路径
“2021年比克电池就开始了对钠电的初步研究。”比克电池CTO林建博士向电池中国介绍说。在材料方面，比克选择正极层状氧化物和负极硬碳技术路线做全电。正极方面主要有层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝三种材料，负极方面主要是碳基材料为主，以硬碳为代表。
据介绍，“半固态+钠电”的组合，是比克电池正在深入探索钠离子电池性能改善的新路径。比克在历经大量钠电电解液添加剂试验后研究发现，在以层状氧化物钠电正极产气为主的情况下，正极成膜添加剂可以有效抑制正极与电解液的副反应，从而大幅提升电池高温循环性能。而新型成膜添加剂成膜阻抗低，则有效隔绝了电解液与正负极反应，使得高温和低温性能双双提高。
林建指出，半固态电解质的出现，又对液态电解液产生了束缚作用，改善了界面稳定性，明显提升电池循环，并抑制产气现象。
“比克选择层状氧化物和硬碳路线，通过微分容量曲线等手段研究钠电在不同SOC下的相变过程，明确了钠材料体系下电池合适的电压使用范围不能超过3.97V，实验表明通过控制合适的电压区间可以大大改善钠电的循环性能。”林建介绍说。
在此研究基础之上，比克开发的钠离子电池具有良好的安全性能，能量密度可达到150Wh/Kg,10C充放电的容量保持率高达80%以上，常温下2000次循环后电量至少保持80%。即使在0℃低温环境下，500次循环后电量保持率也不低于70%。
从纳电整体性能来看，林建指出，在倍率性能方面，钠电的倍率充电和倍率放电性能显著优于锂电；高低温性能方面，零下40摄氏度，锂电不能放电，而钠电还能放出室温容量的50%以上；常温循环方面，预估2000圈以上性能皆优异；安全性能方面，经过电芯常规安全性测试包括150℃热箱测试、针刺和重物冲击等结果表明，钠电的安全性介于锂电三元和铁锂之间，值得放心。
持续提升钠电池性能
钠电池产业前景光明，目前已经得到了国家在政策方面的支持，工信部印发的《关于推动能源电子产业发展的指导意见》中明确提到，要发展钠离子电池等新型电池。其中钠离子电池要聚焦电池的低成本和高安全性，开发高效模块化系统集成技术，加快钠离子电池技术突破和规模化应用。
值得注意的是，钠在地壳中的丰度约2.36%，远高于锂的0.002%，极具资源优势。林建指出，在技术方面，钠和锂处于同一主族，不但化学性质相似，而且钠在硬碳中可逆脱嵌，保证了电池的正常工作；能源安全方面，中国钠产量全球最大，可有效规避资源限制，将有助于中国迈向能源强国。
目前，钠电池的装车进程正在加快。今年2月，江汽集团和大众集团合资品牌思皓新能源亮相了行业首台钠离子电池样车——思皓EX10花仙子-A00级短途车；7月，德国某全球知名汽车制造商与国内某电池厂商签订了钠电池采购订单。
为尽早将钠离子电池产品推向市场，林建表示，比克持续提升钠离子的能量密度，采用新型负极材料的钠离子电池，能量密度可达到150Wh/Kg，且具有良好的循环稳定性。接下来，比克将探索更多的产品型号，努力研发出更高能量密度、更长循环寿命、更好安全性的钠电产品，以满足市场对钠电持续增长的需求。
