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苏州钠电企业的三年:从不被理解 到实现钠离子电池量产

八度 2024/07/18 11:29

19世纪,法国作家儒勒·凡尔纳在小说《海底两万里》中,畅想了“鹦鹉螺号”潜艇通过提取海水中的钠作为电力能源,周游海底。

而现在,一辆从你身旁飞驰而过的电动车,很有可能搭载的就是钠离子电池。

去年2月,全国首台搭载钠离子电池的试验车亮相;4月,宁德时代宣布钠离子电池将首装落地奇瑞汽车;11月,比亚迪旗下弗迪电池与淮海控股集团共同投资的钠电池项目在徐州签约,计划总投资100亿元、年产能30GWh;12月,全球首款钠电池量产车在常州溧阳下线。

钠电行业庞大的投资规模和激增的产能需求,让全国多地为钠电池赛道激烈争夺,苏州自然也不能落后。

5月6日,苏州市委书记刘小涛召开全市新能源产业链专班会议。会议中突出了这样一句话,“加快钠离子电池、固态电池、液流电池等关键核心技术突破。”

众钠能源是苏州钠离子电池企业的代表之一,三年前,公司成立,专注于聚阴离子路线,三年里,不断布局:在苏州设总部,承担研发;在镇江设年产5万吨的硫酸铁钠正极材料量产基地;在安徽广德总投资100亿元建设钠电池电芯基地;在泰州则设了5GWh钠离子电池PACK量产基地。

技术走向产业化,最好的证明就是市场是否买单。众钠能源近期动作不断:

4月,众钠能源发布了全球首款硫酸铁钠高倍率电芯,同时携手两大头部车企爱玛、新日推出新款钠电车型;随后官宣与全球电力电子某龙头企业(据推测该企业为施耐德)就新发布的高倍率电芯达成合作开发协议;

5月,众钠能源与国内某智能仓储物流领军企业成功签署战略合作协议和不低于1.3亿元人民币的钠离子电池年度供货协议,向江西某城市环保清洁车企业完成首批数百台聚钠1号产品出货;

6月,众钠能源与科曜能源签订战略合作协议,成功与大科能源、安徽铭阳两家客户签订首批定单总额近3千万元的电芯供货长单,并推出48V和60V两大系列换电产品;

7月,众钠能源顺利向包括派能科技在内的数家战略合作企业批量交付硫酸铁钠正极材料。

众钠能源的聚钠1号电池已经上车电瓶车

钠离子电池经历了多年的沉浮,行业从孤独的单枪匹马正走向玩家日益增多的繁荣。

那么,为什么一定要布局钠离子电池?众钠能源作为苏州一家初创企业,在做钠离子电池的过程中踩过哪些坑、得到了哪些经验、有哪些体感,下一步将走向哪里?今天「甲子苏州」以这家供应链企业为样本,且看苏州新能源产业发展。

钠电池的舞台,才刚刚开始

2023年,钠电领域的企业开始露出尖尖角,在资本市场较为活跃。数据直观来看,2022年以前,钠电产业链企业融资案例一只手数得过来,而到了2022年,融资案例提升到18次;2023年的融资数远超前两年的总和:截至年底,融资近50次。

钠离子电池,到2023年一下子成了香饽饽。

在元素周期表里,钠位于锂的正下方,同一族意味着化学性质相似,但两者在电池商业化之路上大相径庭:对两者的研究开发都在上世纪70年代起步,但截至目前,在电动汽车或是手机电脑等领域,锂电池的市场占有度超过90%,钠电池则还在探索生存之道。

究其原因,或许是多年前钠离子由于体积大、能量密度低,使得商用的步伐一步慢、步步慢;也或是锂电池前几十年的表现可圈可点,并不需要一份PlanB。

然而,当市场行进到2021年,钠离子电池的发展迎来重要转折。

当年7月,全球动力电池龙头企业宁德时代发布了第一代钠离子电池,并宣布计划于2023年形成基本产业链。

这一举动引发了全产业链对钠离子电池的高度重视,多家企业开始积极布局钠离子电池及原材料量产。叠加锂价在2021年底至2022年初的快速上涨,钠离子电池作为锂离子电池的互补和替代方案备受关注。

也就是说,在锂电池原材料涨价、锂资源分布不均且对外依存度过高的时候,钠电池被推上舞台。

全世界钠的储量是锂的420倍左右,且分布均匀,可以说用之不竭,获取便捷度高。并且理论上钠离子电池相对锂电更具成本优势,具体体现在:钠盐成本低,价格约为锂盐的1/10左右;集流体成本低,钠离子电池正极和负极的集流体都可使用成本较低的铝箔(锂离子电池负极需采用铜箔);钠离子电池的负极材料以硬碳代替锂电的负极材料石墨。

在此之后,钠离子电池市场一石激起千层浪。

2021年1月在苏州成立的众钠能源对此深有体会:平常接触的投资人和钠电企业更多了,钠离子电池主题的活动论坛更多了,行业变得更热闹了。

小步快跑:先上电动车市场

这种热闹,体现在大厂的一举一动:宁德时代开始研发和生产钠离子电池,并且计划通过AB电池(两种电池混搭)的方式,将钠离子电池与锂离子电池同时搭载于一辆汽车上,以发挥各自的性能优势;比亚迪则在徐州总投资100亿元建设钠离子电池项目;孚能科技宣布其配套的全球首辆钠电车型正式下线。

根据高工产研统计,目前钠离子电池产业链布局企业数量已经超过100家。

钠离子电池企业增多的背后,正极材料的研发也分化出几条不一样的路线:

层状氧化物正极,由钠和氧化金属组成。中科海钠、振华新材等企业就选择了这种技术路线,其生产工艺与现有的锂电三元正极材料兼容性较高;

普鲁士蓝类化合物,宁德时代采用的普鲁士白就是普鲁士蓝类化合物的一种,其容量已达160mAh/g,与现有的锂离子电池正极材料相当;

聚阴离子化合物,由过渡金属氧化物和多面体阴离子组成,常见的聚阴离子化合物包括磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐等,其框架提供了良好的热稳定性和安全性。

苏州的钠电企业不多,成立三年的众钠能源就坚定选择了第三种:聚阴离子化合物中的硫酸铁钠路线。众钠能源相关负责人透露:“我们之所以选择这条技术路线,并不是投机取巧,而是因为我们的创始团队一直专注于这个领域,我们清楚地知道这个路线非常适用储能和轻型动力,而且成本低、环保性能好。”

提到成本,众钠能源经常使用一个词,叫“极致性价比”。

因为硫酸铁钠电池的正极材料原材料使用的是工业固废,负极材料多为椰壳炭或者竹炭等生物质硬碳,这些材料不仅成本较低,而且在资源利用时具备环保性能,能够推动化工业废弃物的循环再利用,实现变废为宝,这将有助于减少工业废弃物的排放,降低环境污染,同时也为电池的性能提升和成本降低带来新的突破空间。

“当前众钠能源硫酸铁钠电池的成本在0.4元/Wh的水平,并且公司仍在以每个月0.01元/Wh的速度进行持续稳定的降本探索。预计硫酸铁钠电池的成本将于2025年降低到0.4元/Wh以内,2026年降低到0.3元/Wh以内,2027年降低到0.2元/Wh以内。这意味着,在未来三年中,钠电的‘极致性价比’成本优势将逐步凸显。”众钠能源董事长兼总经理夏刚此前表示。

成本低、安全性高、寿命长、倍率高,是这条路线的显著优势。优势之上,适用的应用场景也浮现眼前:两轮电动车、备电、储能、工程机械、电动工具、乘用车、商用车。

尽管应用前景广阔,但整个产业发展仍面临产业链不成熟、市场需求不及预期、相比锂电铅酸均暂无成本优势、标准体系不完善等一系列挑战。面对这些挑战,众钠能源选择利用有限的资源,采取“小步快跑”的方式,逐步突破市场。

首先在2023年进入两轮电动车市场,与行业内的几个头部客户如新日、爱玛、台铃等达成了战略合作。到了2024年,则转向备电等有大倍率需求的高毛利市场。

这些市场不仅对电池的性能有更高的要求,而且也为钠离子电池提供了更大的盈利空间。

为了实现技术的产业化,众钠能源在苏州、镇江、泰州、宣城,众钠能源分别设了相应的基地,公司也从原先的创始团队快速拓展到目前300人左右。

从实验室样品到上万的量产,涉及到质量控制、流程控制等复杂过程,这是一项挑战。

好就好在,众钠能源就看准了这条技术路线,并且小步快跑进入市场。

百家争鸣,但求“产业链协同“

占据市场早、产线建立快,是众钠能源的一面优势。毕竟钠电市场正式进入“百家争鸣”时刻。

今年4月初,比亚迪弗迪电池产品线总监张剑在第二届钠电池产业峰会上透露,比亚迪将进入两轮电动车市场,公司预计将于6月在深圳实现大圆柱钠离子电池电动两轮车充换电综合应用场景试点。

巨头下场之时,众钠能源作为苏州的初创企业,它的差异化优势就在于其独特的材料体系,在于充分利用已有资源来快速实现目标、占领市场。

全产业链布局,成为众钠能源的战略。

以锂电池行业为例,成本正在不断降低。如果企业没有全产业链,将核心材料成本寄托于外部,将难以在竞争中展现优势。

众钠能源的策略是打造全链量产能力,首先从正极材料到电芯、PACK的研发及产能建设均进行了提前布局。

去年10月底,其位于镇江里钠的全球首个、年产50000吨硫酸铁钠正极材料量产基地项目一期投产。11月位于安徽广德的总投资100亿元、占地600亩的钠离子电池电芯量产基地开工建设。

消息透露,全部建成达产后,预计可实现年产值130亿元。同月,位于泰州的年产10GWh钠离子电池PACK量产基地项目一期也正式投产。

在两轮电动车市场之外,众钠能源仍在探索更多应用场景。后续,众钠能源也有计划进入储能和电动汽车的“大市场”。

从技术路线的不被理解、孤独前进,到逐步推向市场乃至如今的被广泛认可,是众钠能源“被看见、被逐渐认可”的过程,也是最初3年从技术到产业的从零到一。后面也许是更大的舞台,也许是更大的挑战。

毕竟,要让钠离子电池真正走上C位,还要经历一个市场检验期,这其中,也受到锂电池、铅酸电池等多个角色的挑战。

注:文/八度,文章来源:甲子苏州,本文为作者独立观点,不代表亿邦动力立场。

文章来源:甲子苏州

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