矢磨杵成針之志，這支“國家隊”勇挑鈉離子電池商業化重擔

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圖片：受訪人提供、圖蟲創意

編者按：4月1日，距離結束《大國之材》采訪不到半月的時間，便聽聞中科海鈉獲得華為哈勃投資的消息。不禁想起2018年于南京“中國新材料產業發展大會”上的初遇，彼時中科海鈉團隊在臺上描摹著鈉電池技術的前景，但不少人將信將疑。而今，理想照進現實，這個前景終于在轟轟烈烈的碳中和大浪潮中，被產業和資本看到并青睞。

特斯拉、比亞迪等新能源車企又宣布漲價了。但在漲價、補貼退坡等情形之下，比亞迪新能源車銷量甚至不減反增，同比暴增7倍。歷經十余年的技術研發與產業化推進，新能源車似乎終于邁入了市場驅動階段。

但繁花錦簇之下暗流涌動。2022年2月以來，以鎳、碳酸鋰為首的鋰電池原材料價格持續大幅上漲，供應鏈劇烈波動，越來越多企業承壓，甚至有專家提出是新一輪“洗牌”。

如何解決鋰及鋰鹽等資源短缺以及波動帶來的危機？

早在十余年前，鈉離子電池就是鋰資源問題多元化解決方案的熱點之一。作為“鋰電池之父”陳立泉院士課題組組員之一，胡勇勝研究員帶領團隊投身于鈉離子電池技術研發中，將論文寫在祖國大地上。隨著技術研發逐步深入，課題組開啟了鈉離子電池產業化這一新“課題”。

2017年，依托中科院物理所的鈉離子電池技術，北京中科海鈉科技有限責任公司（以下簡稱“中科海鈉”）注冊成立。2022年，中科海鈉獲華為哈勃旗下深圳哈勃科技投資合伙企業（有限合伙）投資。

短短幾年里，中科海鈉到底是如何逐一攻關鈉離子電池的各項技術難題，并走上產業化道路的？《大國之材》對話中科海鈉創始人、執行董事長唐堃，聽他講述中科海鈉創業背后的故事。

01

市場、政策雙驅動，“國家隊”順勢而為

萬事開頭難，新技術研發伊始難免伴隨著一些質疑的聲音。

十多年前，國內所研發的鈉離子電池能量密度低，研究領域相對小眾?！笆欠裼斜匾度氪罅拷涃M和人力去研發鈉離子電池？”這是當時胡勇勝等眾多鈉離子電池技術研發人員聽到最多的聲音。

如果不能一帆風順，那便只能風雨兼程。陳立泉院士課題組前瞻性地看到，也堅定地認可鈉離子電池未來在規模儲能、交通領域等市場中的需求空間，加之中科院物理所給予的充裕的科研經費，研究團隊便開始心無旁騖地鉆研。

歷時5年，胡勇勝團隊研發出成本低廉的鈉銅鐵錳氧化物和無煙煤基軟碳的鈉離子電池正、負極材料，并申請了專利。鈉離子電池能量密度也已經實現了110Wh/Kg，電池循環也能達到上千次。課題組的成果逐漸嶄露初產品形態。

“彼時，國家提出‘大眾創業、萬眾創新’，科研界的意識逐漸出現了轉向。國家開始強調不再以發文章為核心導向，而是開始思考如何將科研成果產業化?！碧茍腋嬖V《大國之材》。除此之外，在2015年底至2016年初，碳酸鋰的價格恰巧第一次大漲。市場傳遞出的這一信號，激起了業界對新型電池戰略儲備的熱議。

市場、政策雙驅動之下，科研團隊順勢而為地創設了中科海鈉?！皬捅P看來，雖然中間有些波折，但我們的產業化之路還算是比較順利的?！碧茍艺f。

02

主賽道明確，專攻鉛酸替代及規模儲能市場

“我們的主賽道很明確，就是專攻鉛酸替代市場和規模儲能應用市場。兩輪車用鈉離子電池產品已經經過多輪測試驗證，今年會有批量的訂單。針對規模儲能應用的電芯即將定型?！碧茍冶硎?。

鈉離子電池是理想的鉛酸替代產品。矢磨杵成針之志，目前中科海鈉研發的鈉離子電池電芯能量密度已達到145Wh/kg，是鉛酸電池的3倍以上；循環壽命達4000次以上，而一般鉛酸蓄電池的充放電次數僅為500-600次。不僅如此，鈉離子電池還是一種清潔環保新能源，而鉛酸電池在生產過程中及回收處理中都極易造成環境污染。

據Global Market Insights公布的數據顯示，2019年全球鉛酸蓄電池市場規模達578億美元，同比增長6.8%。若實現了大規模替代，鈉離子電池在全球的鉛酸替代市場規模將達到數百億美元。

除鉛酸替代市場，儲能是中科海鈉的另一個主攻賽道。

在儲能用二次電池產品中，鋰電池在便攜性、響應速度、能量效率上都是最高的，但是它受制于成本。原材料價格波動直接影響了終端電池的成本。據國金證券的《鋰系列深度（七）：需求對價格敏感度幾何？》報告顯示，2022年以來鋰價上漲至50萬/噸，對應的5G宏基站、便攜式儲能中鋰成本占比分別為7.93%、9.79%。

這意味著，鋰價每上漲10萬對應其鋰材料成本占比分別漲1.6%、2%。由此可見，儲能市場對原材料價格、成本變動的敏感度高。不僅如此，儲能市場還需要細算到度電儲能成本。

從長遠看來，儲能市場亟需鋰電池的平價替代品。鈉離子電池則是高性價比的鋰電池替代品。其主原材料避免使用貴金屬，主要為價格相對低廉的鈉、鐵、錳，正好符合儲能的低成本需求。

“鈉離子電池是鋰電池的有益補充、面對的是增量市場，二者不是競爭關系。如果是400公里續航里程以內的電動汽車，鈉離子電池也是可以勝任的。但是坦率地說，我們目前對大范圍進入新能源汽車市場還沒有做好完全的準備?！碧茍腋嬖V《大國之材》。

相對而言，雖然消費者對新能源汽車產品價格變動的敏感度高，但是普遍能夠接受一定范圍內的漲價。二者相比較之下，儲能市場更加迫切地需要低成本、高性能、安全性高的鋰電池替代品。

中科海鈉目前采用的策略是盡可能地減少、甚至是避免使用貴金屬。唐堃表示，中科海鈉的原材料成本與鋰電池始終有20%-30%的價格差，這對儲能市場來說是非常重要的。

唐堃告訴《大國之材》，預計在今年4月份左右，中科海鈉在山西太原的鈉離子電池正負極材料將實現千噸級量產。該項目早在2021年已布局，是中科海鈉與華陽新材料科技集團有限公司合作共同建立的。

“我們希望寶貴的鋰資源可以節約下來，用在消費電子、新能源汽車等對性能要求更高的高端市場中?！?/span>唐堃表示。

03

真正實現低成本的關鍵在于打通產業鏈

國家發改委、國家能源局印發的《“十四五”新型儲能發展實施方案》指出，要研究開展鈉離子電池、固態鋰離子電池等新一代高能量密度儲能技術試點示范。到2025年，新型儲能由商業化初期步入規?；l展階段，具備大規模商業化應用條件。

唐堃表示，這說明發展鈉離子電池已成為共識。方案只是一個起步，相信未來會推出越來越多的支持政策。

“我們有信心把這個技術發展壯大，而且鈉離子電池商業化也只能在中國實現?！?/span>唐堃告訴《大國之材》，無論是技術研發還是產業化進展，國內都處于領先地位。雖然國外高?；蛘咂髽I擁有一些材料體系的專利，但是由于缺少完備的供應鏈體系配套，國外企業尚未達到產業化條件。

雖然國內鈉離子電池相關的多項進展已走在前沿，但仍然不夠成熟。據了解，目前鈉離子電池材料體系的更換，在具體應用中對電機、電控BMS電池系統等提出了新要求。針對這一現狀，中科海鈉正牽頭制定相應的標準?！拔覀兒粲鯂壹铀傧嚓P標準的認證，解決現存的發展體系問題。鈉離子電池的整體體系與鋰電池十分相似，因此標準制定路徑應該會偏向于鋰電池?！碧茍冶硎?。

除了標準問題外，鈉離子電池還存在產業鏈規模不足以真正實現低成本的問題。唐堃告訴《大國之材》，目前的成本計算還是理論層面的計算。只有達到規?；男枨罅?，才能真正地實現低成本。唯一的解決辦法就是打通產業鏈，聯合上中下游各個環節的企業共同合作。

“很多合作伙伴在產品定義，市場渠道，成本控制方面都有各自的特長，我們用股權、戰略合作協議、專利授權等形式積極尋求合作?！碧茍冶硎?。在原料側，中科海鈉與華陽新材料科技集團有限公司合作，布局年產2000噸無煙煤制鈉離子電池正、負極生產線。在儲能應用側，中科海鈉與三峽能源、三峽資本及阜陽市人民政府達成合作，共同建設全球首條鈉離子電池規?；慨a線。該產線規劃產能5GWh，分兩期建設，一期1GWh將于2022年正式投產。

中科海鈉重視底層材料電化學體系的技術開發和科研創新，但是在電芯生產應用、儲能系統開發等場景，中科海鈉始終抱有開放合作的態度，尋求合作伙伴，共同開發、生產更加優質的鈉離子電池產品。“與其一切都自己來做，不如通過合作，授權等各種方式擁有更多的合作伙伴。作為一支‘國家隊’，我們肩負使命，希望越來越多的企業加入到鈉離子電池商業化的賽道中，共同將這份事業做優做強?！?/span>唐堃表示。

個人簡介

唐堃

北京中科海鈉科技有限責任公司創始人，執行董事長，高級工程師。博士畢業于中國科學院物理研究所。曾在德國馬克斯普朗克固體研究所Maier教授組做訪問學者，曾任國家能源投資集團北京低碳清潔能源研究院電池材料部門經理。長期從事鋰/鈉離子電池，能量存儲與能量轉化等方面研究。目前已在國際重要學術期刊發表論文30余篇，申請國際專利一項，中國專利四十余項。目前致力于高性能低成本鈉離子電池產業化推進。

中科海鈉簡介

北京中科海鈉科技有限責任公司是一家專注于新一代電化學體系——鈉離子電池研發與生產的高新技術型企業。公司技術源自中國科學院物理所，現擁有以中國科學院物理研究所陳立泉院士，胡勇勝研究員為技術帶頭人的頂級研發團隊。同時也是國際少有擁有鈉離子電池底層核心專利與技術的電池企業之一。公司聚焦鈉離子電池核心材料，以及高性價比、長壽命、高安全、高能量密度的鈉離子電池產品，潛在應用覆蓋低速電動，以及儲能領域豐富多樣的應用場景。

作為踐行鈉離子電池從科研走向產業化和商業化的領軍企業，公司從材料和電池的基礎研發到規?；a、從電池及電池組件到系統應用及示范，扎實推進，穩步前行。先后于2018年推出全球首輛鈉離子電池低速電動車、于2019年推出首座鈉離子電池儲能電站并穩定投運至今，并于2021年投運全球首套1MWh鈉離子電池儲能系統。公司與多家國內及國際化的科技與能源巨頭建立了長期深厚的合作網絡，通過持續探索和創新，開啟鈉離子電池的商業化！