上海璞钠能源科技有限公司运营与研发总部位于上海市金山区碳谷绿湾产业园,公司成立于2022年,由国内一流的科学家团队与产业团队共同组建,有中国第一个“钠基电池”国家重点研发计划项目首席夏永姚教授和中国500强企业超威电源集团的董事局主席周明明先生共同参与,项目也得到了上海市尤其是金山区的重点扶持。
璞钠公司钠离子电池正极材料中试及电芯实验线已经建成,目前是国内第一家实现聚阴离子钠离子电池中试的公司。预计23年年初璞钠将完成项目中试工作,转入产业化运营阶段。公司定位为全球领先的钠离子电池企业,公司产品主要定位于小动力电池与储能电池系统与相关产品。
夏永姚,上海璞钠能源科技有限公司创始人,公司首席科学家,复旦大学特聘教授、博导。1987年毕业于浙江师范大学化学系,1990年获吉林大学化学系电化学专业理学硕士学位,1990-1994在长春应用化学研究所工作,1997年获日本佐贺大学能源-材料科学专业工学博士学位,同年留校任日本文部省教官讲师。1998年赴美国南卡罗来纳州化学工程系做博士后研究员。1999-2001年在大阪工业技术研究所做博士后研究员。2001-2002年进入日立Maxell公司电池开发中心工作。2003年回复旦大学化学系工作。从1990起一直从事新型储能材料和技术的研究,包括锂(钠)离子电池、电化学电容器和新型电池体系等。共发表SCI论文400余篇,他引40000余次, H-index 99,入选2017-2022年Clarivate Analytics 高被引作者。获授权发明专利40余项,转让专利多项,多项研发的材料和技术已产业化或产业化示范应用。
夏永姚教授是国际电化学会(ISE)Fellow, Journal of Power Sources 杂志Editor,历任中国电化学会副主任、主任。2009年获国家自然科学基金委杰出青年基金,上海市优秀学科带头人。获得2015年中国电化学会“电化学贡献奖”、2016年教育部自然科学一等奖(排名第一)、2017年上海市化学化工学会庄长恭化学化工科技进步奖、2018年电化学会(ECS) “Battery Division Technology Award“、2019年国际电池材料协会(IBA)“Battery Technology Award”等多个国内国际奖项。是我国第一个“钠基电池”国家重点研发计划首席科学家,电化学领域国际上极具影响力和著名度的科学家。
Q1: 璞钠在金山区建设了钠离子电池正极材料中试及电芯实验线项目,项目基本 情况是怎样的,目前项目进度如何?
夏教授:我们公司因为疫情的问题,本来应该是去年2月份成立的,最终是5月成立的,目前聚焦在正极材料和电芯的研发工作。现在实验室已经初步搭建完成,材料中试设备全部到齐,预期2月中旬完成调试,然后进行试生产和生产。材料的中试线为百吨级,目前是国内乃至全球聚阴离子里规模最大的。公司的公斤级实验线在去年9月底就建成了,现在处于连续运转阶段。实验线下线的材料,经过我们自己和多家第三方企业测试验证,达到甚至稍稍超出项目预期水平。
Q2: 超威集团携手璞钠能源正式发布的钠离子新型电池的性能如何?
夏教授:我们认为钠电池非常适合小动力和储能应用场景。就小动力而言,成本是主要的考量因素,而储能方面,低成本加长寿命是主要的考量因素,聚阴离子技术路线又是钠离子中最佳的技术路线。
基于钠元素的地壳丰度和分布的均匀性,钠离子电池不存在资源对外依赖,没有资源“卡脖子”的问题,所以长期看,钠离子电池成本极具优势。基于这种考虑,璞钠进一步将技术路线定位于聚阴离子的磷酸铁钠。因为磷酸铁钠,像锂离子电池的磷酸铁锂正极一样,不仅仅寿命更长,而且因为不含镍、铜等金属,成本更低。
当然,磷酸铁钠也有不足,比如目前测试结果显示,能量密度较层状氧化物略低。但我们觉得,就其应用场景而言,已经足够了,我们和客户的交流也证明了这个判断。基于磷酸铁钠正极,钠离子储能电池成本可以降低到0.3元/Wh,储能系统成本降低到0.6元/wh,应用场景储能系统全生命周期储电输出度电成本0.20元/kWh左右。
Q3:璞钠对于钠电池产品的定位和应用场景如何规划?
夏教授:璞钠目前主要从事磷酸铁纳聚阴离子正极材料和电池的生产与销售,将来也会布局钠离子电池的负极和其他相关材料。电池的应用定位小动力、储能和特殊用途(如宁德时代说的A/B电池,A00级车、商用车如电动重卡等)。小动力主要指电动两轮车、滑板车、电动工具等等。大规模储能场景下,将会把钠电的低成本、低温和高功率优势充分发挥出来,当然调峰调频、户用储能未来也很有潜力。钠离子电池的低成本还是很有吸引力的,尤其考虑到“双碳”大背景下,因应新能源替代传统的化石能源的大趋势,全社会对储能尤其是电化学储能系统的需求将极其庞大,那么储能系统的成本就很关键。璞钠将在2023年实现磷酸铁钠钠离子电池在电动二轮和储能的应用,2024实现万吨级正极材料和GWh级钠离子电池的生产。
Q4:市场上还是比较关心钠电池的成本问题,钠电池的成本极限在哪里?
夏教授:大多数人目前认为因为钠电池尚未形成产业链,因此目前价格较贵。但是,如果正极材料选择的是层状氧化物或者磷酸铁钠聚阴离子的路线,其材料和电池的生产基本上与锂离子电池的三元材料和磷酸铁锂相同,可以说工艺已经成熟。现在的成本主要在规模小导致设备折旧费用高,最终大规模产业化价格会降低。另一方面,在负极材料上,现在的锂离子电池的负极容量达到360毫安时每克,价格在5万每吨以下,现在的钠离子电池的负极还没有达到这个水平,这是一个挑战的课题,这也是决定钠电池成本价格的一个重要方面。
Q5:如何看待钠电池未来的发展?是钠锂并行还是钠取代锂?
夏教授:钠电池取代锂电池的可能性我觉得是不会有的。锂电池就像铅酸电池一样,没有一种电池是可以去取代它的,有非常长的生命力的。钠电是锂电之后最为重要的一个技术路线,在很多场景,比如说小动力,典型的是电动二轮、三轮、A00电动汽车,尤其是储能方面,会有庞大的需求。特别是大规模储能起来,锂资源是个问题,随着钠离子的性能提高和价格的降低,也很有可能成为主要的储能电池。
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