专家专访

材料人：前期钠离子电池在能量密度、循环寿命、充电速度方面的技术改进？

嘉宾：电池能量密度与电池型号密切相关，活性物质占比越高的型号，能量密度越高。不同材料体系的钠离子电池能量密度有一定差异。钠离子电池层状氧化物正极材料比容量从开始的120mAh/g提升到现在的140mAh/g（小批量的也有140~150mAh/g），材料压实密度从开始2.9~3.0g/cm³提升到现在3.1-3.2g/cm³。硬碳负极比容量从280mAh/g到300mAh/g，再到330mAh/g（实验室也有达到甚至超过350mAh/g），硬碳的压实密度方面提升不大。正负极材料决定电池容量发挥上限，而电解液决定正负极是否能发挥的出来，这就好比我们热力控制和动力学控制。电解液经过匹配筛选优化，正负极材料可以在全电里面最大发挥。

影响电池循环寿命的因素可以分为简单的分为两部分，一部分来自原材料，另一部分来自过程控制。原材料方面主要是筛选正极、负极、电液，找到合适的匹配的原材料组别，不同电解液在正负极材料表面形成SEI膜组分不同，影响电池容量发挥和循环寿命，电解液与正负极匹配对循环寿命影响较大；过程控制方面主要是控制细节，与锂电池类似。目前钠离子电池循环寿命可以做到2000-4000次。

充电速度方面，钠离子电池的充放电倍率性能较好，这是钠离子电池优点之一。钠电3C放电容量保持率95%以上，5C放电容量保持率90%以上，快速充电方面钠电池支持20分钟充电至85%。若电解液经过优化、电芯设计再进一步优化，钠电充电速度方面还有提升空间。

材料人：钠离子电池在材料选择、电池设计和制造工艺方面主要挑战？

嘉宾：在原材料方面，2023年行业认为是钠电产业化元年，钠电发展处于产业化发展初期，各种原材料，包括正极、负极、电解液、粘结剂等等都处于一个快速发展的阶段，技术进步都很快。钠离子电池评估需要做大量工作匹配验证，需要一定周期，原材料工艺快速变化给电芯定型带来了诸多不确定性，工艺路线难以定型。钠电产业链规模化还不完善，原材料成本规模化优势还未显现，还需要一定时间逐步完善。钠离子电池可以使用铝箔替代铜箔，降低集流体成本同时还有助于提高比能量。钠离子硬碳负极直接用普通铝箔涂布有一些问题，通常选择涂炭铝箔，涂炭铝箔价格不便宜。钠离子电池在加工制造方面，氧化物材料对空气中水分敏感，容易吸潮导致浆料凝胶，因此需要控制露点环境，对生产环境要求较高。

材料人：钠离子与锂离子性能比较

嘉宾：锂离子电池发展离不开锂资源，我国探明的锂资源储藏量仅占世界储量的7%，锂资源90%以上在国外，其中超过50%分布在南美洲。我国锂资源对外进口依赖程度达70%。加上地缘政治影响因素，锂资源有可能成为我国新能源发展的“卡脖子”问题。发展钠离子是国能源可持续健康发展的重要举措。我国钠资源储量丰富、分布均匀、不受地域限制，碳酸钠生产原料易得，工艺简单，而且价格稳定，这是保障实业经济健康稳定发展的重要保障。

现阶段，碳酸锂价格回落，在低位波动，钠离子从经济角度暂时没有优势，钠离子电池从长远来看，产业链成熟形成大规模化生产，其成本将低于锂离子电池。当前钠电正极、负极、电解液等等产业链技术进步很快，钠离子发展是在锂离子产业上发展，在多个方面可以借鉴锂电经验，起步点比锂电高，发展速度较快，钠离子成本效益优势很快就会显现。

在性能方面，钠电能量密度介于铅酸和锂电池之间，是铅酸能量密度2-3倍，然而在低温性能方面和倍率性能方面超出锂离子电池和铅酸电池，钠离子电池-20℃容量保持率90%以上，锂电三元材料保持率70%以上。在安全性方面，三元锂电较难通过针刺，而钠电可以通过针刺实验，根据中国电子技术研究院发布信息，钠电针刺通过率超过60%。

材料人：钠离子电池产业链发展现状与趋势

嘉宾：目前，我国钠离子电池产业发展是走在世界前列的，原材料方面，碳酸钠是我国基础化工产品，主要采用联碱法和氨碱法生产，原料来源广发，不受地域限制。我国碳酸钠产量3200+万吨，价格稳定。氧化物正极材料比容量130-140mAh/g，还有优异的性能，小批量的也可以做到140-150mAh/g。更高容量的也可以做到，但其它方面性能可能就不是很好了。对于氧化物正极材料发展趋势，两个方向，一个是提高能量密度，降低电芯单位Wh成本，另一个方向是降低材料Ni含量，降低材料BOM成本。对于聚阴离子，材料压实密度与磷酸铁锂2.5-2.6还有较大距离，循环4000-8000次。聚阴离子发展关键是提升材料压实密度和电池循环性能，聚阴离子应用于储能，提高压实密度，在相同装机容量条件下，可降低系统的投入成本。循环寿命是储能系统核心指标，提高循环寿命，可以有效降低储能系统全生命周期成本。钠电电池产业发展主要还是负极，负极是关键。硬碳储钠机理认识尚不清晰，影响硬碳性能进一步提升开发。硬碳来源问题，硬碳来源可以是生物质、树脂类，生物质来源广泛稳定性、一致性受到挑战，需要除杂。树脂类可调节性较强，单成本较高。硬碳在比容量、首效、压实、成本方面，与石墨相比还有提升空间。当硬碳克容量达到350mAh/g，搭配层状氧化物150mAh/g的正极，钠电的整体能量密度和成本将会实现更大的提升。

钠离子电池能量密度介于铅酸和锂电池之间，主要应用场景有二轮车、低速四轮车、储能领域。层状氧化物能量密度高，压实密度高，更适用于二轮车和低速四轮车市场。聚阴离子循环寿命更长、安全性优于层状氧化物，更适合用于储能领域。在推广速度和规模化应用上，二轮车电池产品示范应用、市场验证周期相对于四轮车和储能产品要短一些，二轮车领域规模化应用速度可能会快于低速四轮车和储能领域。

沙龙讨论整理

王宗荣：胡总裁现在你们有投过钠电的企业吗？

胡真瀚：我们其实没有投完全只做钠电的企业，但是我们投了一些企业他们会有一些业务和钠电相关。我们对钠电比较看好的领域在低速车、两轮车，然后还有一些比较细分的场景，比如说通讯备电这一块，然后还有一些对低端储能这一块未来会有一个比较大批量的应用，但我个人认为它未来不是替代所谓锂电，更多应该是去渗透一大部分铅酸的市场。

王宗荣：谢谢！那么请问韩老师，现在做科研钠电文章还好发？

韩美胜：钠电的文章肯定还是比较容易发的，还是比较热，产业上现在也比较热。从应用端的话，我个人觉得钠电的低温性能确实是比锂电的要好，它的快充性能也会好一些。但是钠电现在主要解决的是一个成本的问题，现在成本还是高于锂电的，不过成本可能还是由于钠电产业链不成熟导致的。锂电刚开始的时候也是非常贵的，现在已经发展了30多年了，而钠电在国内发展可能10年都不到，就几年的时间，比如国内第一家做钠电的企业中科海钠是2017年才创办的，而锂电的公司，如深圳的贝特瑞是2000年创办的，因此相对于锂电钠电起步就很晚，所以它的成本高，也是符合这种发展规律的。

如果要是再发展几年，甚至十几年的时间，钠电的成本降到锂电现在的水平是完全没有问题的。因为钠资源本身是便宜的，发展的时间长的时候，它成本肯定会降下来，包括正负极材料，目前来讲肯定还是还偏贵的，跟锂电目前来竞争的话还是有些难度的。但是未来我觉得肯定会做到锂电之下，甚至性价比接近或者比铅酸还要低，我觉得是有这种希望的。

王宗荣：接着您这个问题我们再探讨，您刚刚提到成本的问题，行业上下游除了我们原材料，碳酸钠现在大概是一个什么价位。除了原材料，其他的像设备等等这些整个产业链上面影响它产业化进程或者推广的因素还有哪些？

胡真瀚：钠电这一块它的好几个产业链都不算成熟，现在还有很多从科学到工程问题都需要去攻克。讲一个比较简单的例子，现在层状氧化物少说也有100家，然后有很多做锂电的正极材料，一些厂商也做了一个层状111这一块，但是层状有一些问题很难去解决，比如说一个最明显的问题，它的放电的平台就斜率非常高，而且很宽，带来了很多问题，如果你不在电力上做配套的话，它很难去发挥出它应该有的一个能量。比如它是从2伏到4伏，你不做配套就只做到2.25伏甚至2.5伏，你可能就会有一个10%-30%之间的一个损失。所以现在投资行业是比较看重聚阴离子路线的，因为它的电压平台更为稳定一些，然后循环时间也更长，然后相对来说斜率也并不是特别多，就不需要去做很多电力配套。

然后第二个问题是在钠电池从大圆柱的一个角度去讲，比如说26系或者是21系或者是18650这种，它的零部件的成本跟锂电是一致的，但是它能量相对来说是无论是体积能量密度还是质量能量密度还是要比锂电池要低一些，所以反而它是在配件这一端的成本会高一些。

然后从成本的一个趋势来讲，我目前来看到的是无论是正极还是负极，成本下降和性能提升还是蛮快的，第一是来自于规模效应，然后第二来自于就是说像王博士这家企业一样，能比如说从他的这个硬碳，从最早的可能是以300左右，现在基本上也提到350，也就短短的不到一年的时间。

它实际上变化还是蛮快的，某种意义上你的性能提升了，按照瓦时成本来讲是会下降的，所以从整个角度来讲，它并不仅仅是材料端的一个降本，还有从电芯端系统端，然后甚至包括在像韩老师这边，学术界可能也需要做一些更多的研究，再比如聚阴离子不同的等级路线，再搭配不同的一些负极材料，然后搭配不同的电解液，表现情况如何，就要做更多的一个探索，所以我觉得钠电成本降低指日可待，而且现在已经很明显。

王宗荣：韩老师您的科研方向大概是往哪个方向的？还有您觉得以后从成本就性价比角度来讲，哪个可能会是以后的希望？

韩美胜：我主要做正极这块，主要还是聚阴离子型，当然层状氧化物也做。因为聚阴离子型它这个材料的稳定性非常好，目前团队开发了一个三相复合的新型聚阴离子型的正极，在半电池中它可以在100C的高倍率下稳定循环几万圈，6万圈还能维持90%以上的保持率，很稳定。但是，从产业化的角度，可能这款材料现在还是处于学术研究。学术上可以开发出很多高性能的正负极材料，如硬碳，甚至报道的容量可以高达500-600mAh/g的容量，正极材料也有报道高于200mAh/g，甚至高于300mAh/g的，但是这些材料可能从学术转化到产业路还很远。

从硬碳来说，国内其实也有一些新的路线，有一个公司在南方买了一块地，然后去种竹子，成本就会降得很低，成本大概就是1万多一吨。售价的话可能也会很低，比如挣一半的话可能也就2万多，所以说从这种技术路线也可以大幅降低硬碳的成本。硬碳的成本计算肯定是多方面的，比如说现在的硬碳可能循环2000圈，3000圈，以后如果可以循环5000圈了，它的性价比就是会大幅提高的，所以在成本不变的情况下，提升性能，也是一种有效的策略。尤其是在大型储能方面，我觉得钠电池未来除了在低速或者两轮车上应用，还有一个重要应用方向就是大型储能，再过可能10年左右的时间，等钠电池的循环稳定性能够达到8000圈甚至更长的时候，它在大型储能这个方面肯定也是有很大的前景的。它的整体的成本可能也会进一步的降低。

王宗荣：现在钠储的话，一般他们比方说锂电方面，他们的循环次数都号称12,000次了，所以咱们钠这边就是说你刚才说到5000 6000，然后刚才姚总讲的大概两三千，那限制它冲到了1万多的瓶颈在哪里？

韩美胜：我个人觉得是因为锂电池它可以有很多的示范，它可以达到1万圈确实可以，但主要是它一致基本形成已经做得很好很成熟的铁锂材料，包括石墨的负极都非常成熟，毕竟它发展了几十年，而且对于钠电来说，比如说负极硬碳，其实尤其是生物质，因为主要现在还是做生物质，它的一致性很差，比如不同地区地域的壳，就算三亚一个城市的不同的区域，可能它烧出来的性能还是有差异的。比如三亚可能到海口差异可能会更大，这个一致性其实在放大过程当中，这个也是有一定的一个问题的。

还有我们做学术做硬碳可能做到容量可以做得很高，比如300、350、400，但是实际上一旦量产，一旦到公斤级到吨级，而它的性能其实很难超越300，有这样的一个问题，但是这个问题肯定是随着时间技术的发展，工艺的进步肯定会有所改善。包括石墨最开始的时候它也跑不了那么远，对吧？刚开始的时候，索尼公司其实它开发的最开始九几年的时候，他也是有很短对吧？就几百圈，慢慢从几百圈一直到现在上万，他其实跨度的年份30多年，而咱们钠电其实才是短短几年，所以说未来我觉得前景肯定是很好的。

王宗荣：胡总我们再问一个问题，比方说从咱们投资界的角度来看，就是钠电投资了以后还有应该挺多机会的，你们比较关注或者现在关心的方向主要是有哪些？

胡真瀚：我个人肯定是不会去投钠电池产线的，就是因为钠电芯它里面的很多工艺参数，虽然和锂电是有差异化，但是整体的工序还是蛮有共同点的，也是相比其他元素电池体系最为接近的。如果我们投钠电芯的话，资产回报比投入比较高一些。竞争也比较大，因为很多锂电厂商他可以拿一些闲置的线，然后去做一部分钠电芯。

我个人的话正极这一块我比较看好聚阴离子，但聚阴离子现在无论是焦磷酸铁钠还是磷酸钒钠，或者是硫酸铁钠，这几条技术路线还没有形成一个共识，各个技术路线有它自己的优势，但是也有几家比较知名的某种路线厂商也算是有些名气在行业里，但是我依然看不清晰哪一种聚阴离子路线一定会成为主流。

在整个钠电行业里面，我个人认为对钠电性能制约很大的一个材料，负极材料，首先负极的材料很多机理，它的吸附和差层的机理有一定的研究，但是依然不是很详尽。

然后很多转去做钠电的硬碳或者是负极材料的厂商，是跨行业过来的，而且跨行业甚至还很接近，对整体的认知还是相对来说较低一些的，所以我一直觉得硬碳这一块是有很大的一个提升空间，虽然产业化了，但是我觉得依然短期内还有很大的提升空间，而不像聚阴离子可能还是处在一个介于工程化和科学研究化的之间，所以我个人肯定是觉得负极材料硬碳这一块有更多的投资机会，我也认为我的很多同行们可能也会倾向于投这一块。

最后我觉得做硬碳厂商他们的灵活度也会更高，比如日本的可乐丽，第一他们可能对碳材料比较了解，可以去再做一些其他应用在锂电领域的其他的碳材料，可以做钠硬碳，人家也做锂电硬碳，人家也做净水碳，人家也做超级电容碳，然后各种各样的碳材料都有，所以我觉得这样的一个想象空间也会更足一些。

然后至于这些钠电的一些应用侧，两轮车技术壁垒相对低一些，可能渠道的优势也更为重要一些。除了这个以外，两轮车厂商对成本最为敏感，除非在一些特种场合，钠电的综合性价比优势相比锂电还是不太强；据我了解各家铅酸电池、两轮车厂商对钠电材料电芯研究都投入了不少精力，但是在是否批量上终端产品上，还是会斟酌不少。目前我个人认为的话，我可能会更倾向于钠电负极可能还会有不少投资机会。