过去十年,随着新能源汽车渗透率的提高,锂电行业已成长为万亿级规模产业。而伴随着光伏+储能装机需求全球性上涨,在锂电池大规模应用的当下,提前探索未来更具竞争力的新电池体系已经成为业界广泛共识。
在长坡厚雪的新能源大赛道,钠离子电池正处在一个高速发展大路口。2022年以来,一大批产业链企业明显加快钠电池的产业化布局。
2022年12月,钠电新势力头部企业——众钠能源完成由昆仑资本领投的Pre-A轮融资,苏高新创投、清研资本及东泽产业资本参与跟投。这也是该公司继3月完成由碧桂园创投领投的战略融资后,一年内完成的第二轮融资,年度累计融资额已近两亿元。
资本关注的背后,既有对钠离子电池在未来新能源产业中应用机会的看好,同样也有对于众钠能源在技术突破、市场应用、产业化部署等多个环节领跑的认可。
分析认为,在能量密度方面,钠电池可实现对铅酸的超越。此外,钠电池还在低温性能、倍率性能、快充性能有优势,低维能量密度市场将成为钠电池的主要发力赛道,尤其适用二轮车、高寒地区的储能市场。
据悉,众钠能源以硫酸铁钠电池研发制造为主。在钠电池性能上,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,公司已实现首批钠电储能模组和低速两轮车PACK下线。
在客户进展上,众钠能源也已率先突破。
同样是在2022年12月,众钠能源宣布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,双方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。
“从现在开始计算,市场给钠电新势力的机会窗口只有1.5年。众钠能源董事长兼总经理夏刚在2022年8月判断,“钠电新势力必须在有限的时间窗口内,完成技术、团队、组织和产能的全方位准备,才能抢到与锂电巨头同场竞技的参赛权。
他提到,众钠正在快速建立自身的核心竞争力:一是完善电化学基础研发体系;二是建立敏捷的材料工程+结构设计+系统开发能力;三是打造大规模+高良率+低成本的量产能力;四是面向各场景龙头客户的创新合作和商业配套能力。
钠电“窗口期
过去的2022,锂价疯涨蔓延在整个新能源产业链,波动的锂价与强劲的需求缺口,让锂从“工业味精转身成为“白色石油,锂电供应频频发生震荡。
在此关口,与锂电同期起步的钠电引发行业高度关注。储量上,地壳的钠资源丰度约为锂的1300倍以上,且海水制钠方法较为成熟。相比较于锂,钠更具备供应稳定、价格低廉的成本优势。
政策的驱动也在推波助澜。2022年8月,科技部等九部门联合印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》。积极支持钠离子电池等更低成本、更安全、更长寿命、更高能量效率、不受资源约束的电池技术,成为保障能源安全,加速新能源产业进程的重要布局。
过去的一年,在行业的持续关注中,钠电池产业化突飞猛进。产能方面,不少钠电企业的规划产能预计在2023年放量。
而目前,负极材料则是制约钠离子电池产业化的关键环节。
钠电池负极材料目前以硬碳为主。据高工产业研究(GGII)调研,硬碳前驱体中生物质前驱体因来源广泛、性价比高成为主流前驱体路线,但筛选合适前驱体和稳定批量供应难度大。而性能好、成本低,供应稳定的树脂和无烟煤混合硬碳研发技术尚未成熟。
此外,国内硬碳材料依赖日本进口,价格约15-20万/吨。若钠电池负极材料长期依赖进口,则相对磷酸铁锂电池丧失成本优势。
受制于钠电池负极供应链尚未完整形成,钠电池处于产业化前夜,夏刚所描述的窗口仍有1年时间。
众钠能源的钠电探索之路始于2020年,基于对动力及储能市场的调研,团队认为钠电池将在新能源赛道中赢得一席之地。此后,众钠能源便聚焦硫酸铁钠路线,产业化进程连连取得进展。
●2022年6月,众钠能源打造的行业首条百吨级硫酸铁钠(NFS)中试产线全贯通;
●随后10月,众钠能源研制的首款硫酸铁钠(NFS)高比能、超长寿命软包钠离子电池,在第三方权威机构顺利通过了针刺实验,全程不冒烟、不起火、不爆炸;
●同月,众钠能源宣布,在钠离子电池的性能方面,实验室产品已能达到160wh/kg的水平,工程电芯则可实现120wh/kg,2C循环大于6000圈,5C持续温升小于13摄氏度;
●2022年11月,众钠能源实现首批钠电储能模组和低速两轮车PACK成功下线,并陆续通过战略客户的初步测试。
多环节布局
静候钠电赛道“发令枪
围绕产业链尤其是供应链配套的各个要素,众钠能源已经在多个环节进行前瞻布局。
应用方案层面,2022年10月,众钠能源与固德威技术股份有限公司签订合作研发协议,双方共同推进Li+/Na+混用储能系统项目实施落地。
同月,众钠能源与中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司达成战略合作。自此,中车戚墅堰所成为众钠在电池热管理系统及下一代高度集成、高效散热、高压快充的钠电热管理平台领域的全天候合作伙伴,双方将从结构件及系统开发、供应链保障及轨道交通场景中的钠电池应用等领域展开深层次探索和合作。
材料量产方面,2023年1月,总投资10亿元的镇江市大港保税区5万吨NFS钠离子正极材料制造基地签约落地,这也是全球首个硫酸铁钠正极材料万吨级量产基地,预计2023年下半年建成投产。
此外,众钠能源于2022年11月与丰山集团达成战略合作。丰山集团已取得年产10万吨钠离子电池电解液项目(一期5万吨、二期5万吨)的项目备案证。双方将以众钠科技钠离子电池产品为载体,合作开发适合产品电化学体系的电解液。
解决方案产能布局上,众钠能源旗下泰州海陵基地5GWh电池系统量产项目在建,以及5GWh钠离子电池示范量产基地正在启动中,总计规划产能10GWh,将于2023年下半年相继建成投产。
必须要厘清的是,对于钠电而言,如何在现有的锂电市场格局中,找到自身的潜力与机会,是钠电企业不容回避的问题。
2021年,全球排名前十五的电池企业合计装机量占全球装机量的96%,马太效应已经形成。目前整体在锂电寡头格局下,如何借助现有资源储备,挖掘钠离子电池的市场新机会?
夏刚认为,钠电池的优点在于电芯的制造工艺跟锂电池相同,只需简单改造,现有锂电设备就可以生产钠电池,在他看来,短期的窗口机会在于:
(1)一线电芯企业加速扩张,二线三线企业资源阶段性结构性过剩;
(2)部分产业人才、供应商换道超车意愿强烈,可以借势在存量端网罗人才和其他产业资源;
(3)在钠电产业化初期,相对优质的锂电闲置产能可以通过切换成钠电产能形成复用,避免重复高额投入。
基于此,众钠能源将依托锂电产业基础,抢抓发展窗口期,持续在技术验证,规模量产,集群生态培育和商业落地层面推动钠电产业链加速成熟。