钠电市场前景广阔,正吸引越来越多参赛者聚焦。除了部分企业处于实验室阶段,已有多家企业抢先布局钠电领域产品并实现出货。聚焦于钠电领域全产业链布局,企业在布局电池制造的同时还涉足正极材料、负极材料、电解液领域。其中,多氟多钠电领域涉足电池制造、六氟磷酸钠、正极材料、负极材料;华阳股份既有电池制造,也涉足正极材料和负极材料;传艺科技、众钠能源、立方新能源、钠创新能源、同兴环保等也实现钠电产业多领域布局。
数据来源:公司公告、公开报道、电池网
钠离子电池的正极和锂离子电池不同,主要有三种路线。分为层状氧化物、普鲁士蓝/白化合物,聚阴离子化合物。
层状氧化物为主流方向,优点为能量密度高、循环性能优异、倍率性能好,缺点为空气中稳定性差、浆料容易果冻、克容量发挥不稳定,代表公司为中科海钠、立方新能源、钠创新能源;
普鲁士蓝/白优点为成本低、合成简单、可设计性强、理论克容量和倍率性能高,缺点为除水困难、循环寿命低、实际倍率性 能差、体积能量密度低、电压极化大、有热失控风险,代表公司为宁德时代、Natron Energy;
聚阴离子化合物优点为循环寿命高、理论工作电压高、热稳定性好,缺点为能量密度低、原材料成本高,代表公司为 Tiamat 、鹏辉能源。
资料来源:东吴证券
宁德时代主推普鲁士白
宁德时代主推普鲁士白钠电体系,搭配负极硬碳,开发AB电池系统。
宁德时代第一代钠离子电池实现电芯单体能量密度高达160Wh/kg(全球最高);常温下充电15分钟电量可达80%以上;在-20℃拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上;热稳定性远超国家强标的安全要求。第二代钠离子电池预计单体能量密度超200Wh/kg。
在正极材料方面,宁德时代第一代钠电池采用了克容量较高的锰铁普鲁士白材料(160mAh/g),构建高通量材料集成计算平台,在原子级别对材料进行 模拟计算和设计仿真,创新性地对材料体相结构进行电荷重排,对材料表面进行重新设计,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题;在负极材料方面采用硬碳材料(350mAh/g);在系统创新方面,开发了AB电池系统解决方案,将钠电池和锂电池按一定比例(2:1)进行混搭,通过BMS算法精准控制,弥补了钠电现阶段能量密度短板,同时发挥其高功率、低温性能好的优势。
中科海纳专注层状氧化物/软碳路线
中科海纳提出于提高空气稳定性+降本的目的,公司钠电池正极选用原料成本低廉的单晶铜铁锰层状氧化物,负极选用以无烟煤为前驱体制备的软碳,大幅降低钠电池生产成本。公司钠电池电芯成本在0.35-0.4元/Wh,低于磷酸铁锂电芯。据悉,为进一步提升竞争力,下一步目标为能量密度提升至180Wh/kg,成本降至0.3元/Wh以下。
华阳股份深度绑定中科海钠
华阳股份作为国内无烟煤龙头企业,持有中科海钠7.75%股份,为第二大股东。选取铜锰铁钠层状氧化物和软碳负极,共建年产2000吨钠离子电池正负极产线,1GWh电芯产线及1GWh Pack产线用于低速电动车动力电池及国家智能电网用储能电池。同时,同多氟多签署战略合作框架协议,共同生产六氟磷酸钠及负极材料。
立方新能源为单晶层状过渡金属氧化物
立方新能源采用单晶层状过渡金属氧化物正极和高首效硬碳负极,其第二代钠电池产品已在开发中,软包单体电芯能量密度目标将达到160Wh/Kg及280Wh/L。
钠创新能源已向宁德时代供正极
钠创新能源正极材料采用多晶层状氧化物和聚阴离子体系,包含铁酸钠基和磷酸钒钠正极材料,采用铁酸钠及NaVO3为前驱体的液相法,铁酸钠基钠电产品能量密度达130-160Wh/kg,循环寿命超过5000次(80%余量)。公司已向宁德时代供应铁酸钠基正极材料,与爱玛共同开发电动两轮车钠电池。
鹏辉能源自研磷酸盐类钠正极
公司通过内部研发及对外投资积极布局钠电池正负极材料,公司目前有三个团队在做钠离子电池的研发工作,包括层状氧化物、聚阴离子体系等正极路线;2021 年10 月,公司投资硬炭负极材料企业成都佰思格,持股8.33%。
截至2023 年3 月,公司聚阴离子体系的钠离子电池循环次数已达6000 次以上,层状氧化物体系的钠离子电池已交车厂装车测试。
众钠能源自研硫酸铁钠系正极
众钠能源采用聚阴离子技术路线,自研硫酸铁钠系正极材料。硫酸铁钠类电池具备原材料成本低、全固态低温烧结、仅需单次烧结、前驱体制备简单等特性。正极添加硫酸亚铁及碳纳米管, 搭配硬碳负极和高氯酸钠电解液(添加剂FEC),可实现高工作电压、高循环稳定性和优异的倍率性能。
容百科技正极三种路线均有涉及
容百科技正极三种路线均有涉及,主流为锰铁普鲁士白及层状氧化物两种路线,其中普鲁士白类路线可实现高压实密度高倍率性能。目前公司正极前驱体已具备批量生产能力,公司规划普鲁士白类产能为6000吨/年,层状氧化物产达3.6万吨/年(2023年Q2前)。
各大厂商钠电池正极选择多样,正极主流路线是层状氧化物,负极多为硬碳体系,形态则以软包电池居多。从厂商分布看,目前有钠电正极规划的厂商基本有两类,一类为传统锂电正极厂商,如容百科技、当升科技、格林美(正极前驱体)等,另一类则全面布局钠电产线,本身可能为业务之初就布局钠电的厂商(如中科海钠)或者锂电产业链某些环节的厂商(邦普循环、派能科技);根据布局进度,正极材料预计23年放量,预计出货可达4000-5000吨,可满足2GWh钠电池产能。
来源:储能前沿
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