起點鈉電專訪|博鈉總經(jīng)理石堅：鈉電使命是替代鉛酸，成本為王
發(fā)布時間：2023-11-30 點擊次數(shù)：1313
2023年已接近尾聲，雖然鈉電產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程不及預(yù)期，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展已邁出“從0到1”的關(guān)鍵一步，預(yù)計明年出貨量將達(dá)GWh級別。
未來鈉電正極三條技術(shù)路線誰執(zhí)牛耳？負(fù)極何以成為制約鈉電發(fā)展的瓶頸，碳酸鋰價格暴跌背景下，鈉電行業(yè)發(fā)展該何去何從？近期，起點鈉電對博鈉新能源總經(jīng)理石堅進(jìn)行專訪，就公司發(fā)展及行業(yè)關(guān)注問題進(jìn)行探討，以期撥開云霧，看清行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)。
深圳博鈉新能源科技有限公司堅持聚陰離子路線，成立不到一年，已構(gòu)建了較完備的研發(fā)和生產(chǎn)體系，產(chǎn)品性能優(yōu)異，已獲得超億元訂單，并且獲得多輪風(fēng)險投資。
采訪實錄：
起點鈉電：目前公司推出了方形、軟包、圓柱三款電芯，目前處于什么階段？未來產(chǎn)品規(guī)劃如何？怎么看待三種類型鈉電池的優(yōu)缺點及市場應(yīng)用方向？石堅：公司三款不同電芯都是基于我們自身完整的材料體系研發(fā)生產(chǎn)，目前均已給客戶送樣，并且已有產(chǎn)品在實際場景中應(yīng)用，整體電芯已經(jīng)獲得近億元的訂單。產(chǎn)品性能方面，50Ah方殼電芯能量密度可達(dá)110Wh/kg，客戶實測循環(huán)壽命突破5000次，保持率還在90.5%。目前推出的產(chǎn)品是第一代，相對這個材料體系來說，整體能量密度是相對較低的；目前第二代產(chǎn)品已接近定型，能量密度可達(dá)130Wh/kg。但是基于聚陰離子正極材料路線的電芯，能量密度都不會太高，其主要應(yīng)用場景是工商業(yè)儲能、低速電動車、后備電源、電動工具等應(yīng)用領(lǐng)域，100-130Wh/kg的能量密度已足夠滿足需求。過渡金屬層狀氧化物路線目前還有很多核心技術(shù)問題沒有解決，比如高溫產(chǎn)氣、常溫產(chǎn)氣等，為抑制產(chǎn)氣，目前層狀氧化物體系電芯一般采用圓柱和方鋁封裝，聚陰離子路線相對產(chǎn)氣較少，且聚陰離子高溫以及循環(huán)性能較好。我們可以根據(jù)客戶的實際應(yīng)用場景需求來設(shè)計，針對儲能產(chǎn)品主要是以方殼為主，有50Ah和220Ah兩款電芯產(chǎn)品；針對于兩輪車目前暫時以10Ah左右軟包和圓柱為主。起點鈉電：公司正極材料采用聚陰離子路線？如何看待三種主要正極材料的優(yōu)缺點、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景？石堅：對比三種主流鈉電正極路線，各有優(yōu)勢，國內(nèi)80%正極材料企業(yè)都采用層狀氧化物的技術(shù)路線，個人認(rèn)為主要有以下幾點原因：一是中國新能源電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展早期主要是依靠動力領(lǐng)域，而動力領(lǐng)域最重要的性能指標(biāo)就是能量密度，轉(zhuǎn)到鈉電后，依然把能量密度作為首要考量的指標(biāo)，在這三種正極材料中，層狀氧化物能量密度最高；第二是層狀氧化物材料整體路線跟三元材料類似，工藝路線也相差不大。很多做金屬氧化物路線研發(fā)的是從三元轉(zhuǎn)過來，相當(dāng)于從0.5到1，而不是從0開始，所以相對比較容易，基于這兩點原因，目前做金屬氧化物路線的企業(yè)最多，其優(yōu)點是能量密度最高，這是其他兩種材料不可比擬的。但是其技術(shù)還有很多不成熟，比如鈉電內(nèi)阻高、常溫產(chǎn)氣、高溫產(chǎn)氣的問題，目前市場上還沒有一家能夠從根本上解決這些問題，常溫產(chǎn)氣問題已經(jīng)有小部分廠家可以解決。二是相變的問題，因為添加了很多銅、鈷、鎳、鎂等金屬，雖然能量密度提升了，但不穩(wěn)定和相變的問題也依然突出；三是最重要的成本問題，因為添加了金屬后，是三種材料中成本最高的，成本優(yōu)勢就比較小。普魯士藍(lán)材料原來是結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定的材料，但目前市場化還面臨幾大問題。一是結(jié)晶水的問題，難以從根本上去除，一旦量產(chǎn)后結(jié)晶水更難控制。二是普魯士藍(lán)主要合成原材料是亞鐵氰化鈉，其本身是沒有毒的，但亞鐵氰化鈉主要是由氰化鈉和硫酸亞鐵合成，在高溫350度會分解氰化物散發(fā)出來，對人體造成致命傷害。三是成本問題，普魯士藍(lán)材料需要檸檬酸鈉做絡(luò)合，會產(chǎn)生很高的成本，已接近金屬氧化物。四是未來如果普魯士藍(lán)材料可以量產(chǎn)的話，會產(chǎn)生大量氰化物需求，這是國家法規(guī)禁止的。從性能上來說，普魯士藍(lán)在動力領(lǐng)域不如金屬氧化物，在儲能領(lǐng)域不如聚陰離子，低速車領(lǐng)域成本不及聚陰離子，其夾在中間，是一種逐漸邊緣化的技術(shù)路線。聚陰離子是近年興起的技術(shù)路線，主要包括磷酸鹽、焦磷酸磷酸鐵鈉、磷酸釩鈉、硫酸鐵鈉等。磷酸釩鈉主要問題是成本比較高，釩也有毒，性能也并不突出，我們目前不對這種材料做過多的推廣。目前主要的路線是磷酸鹽和硫酸鹽兩種，布局企業(yè)也越來越多，很多做金屬氧化物的企業(yè)也開始轉(zhuǎn)向聚陰離子正極材料的研發(fā)，已有企業(yè)這兩種材料實現(xiàn)率先出貨。這兩種材料的優(yōu)勢是成本比較低，基本都在萬元左右，相對來說磷酸鹽合成工序比較復(fù)雜一些，成本比硫酸鹽高20%左右。整體上，在所有鈉電正極材料路線中，硫酸鐵鈉成本是最低的，但是合成工藝、合成環(huán)境控制也是最嚴(yán)格的，合成露點達(dá)到-40℃。起點鈉電：公司聚陰離子路線有何優(yōu)勢？產(chǎn)品性能如何？目前研發(fā)或產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展如何？石堅：公司正極材料采用復(fù)合硫酸鐵鈉的路線，主要優(yōu)勢有以下幾點：第一是成本低，目前是所有能量產(chǎn)的鈉電正極材料路線中成本最低的；第二是整體性能指標(biāo)比較好，電芯能量密度已經(jīng)可以做到110Wh/kg；第三是正極材料已率先應(yīng)用在給客戶實際交付的產(chǎn)品上，基于這種材料的電芯訂單已接近1億元。起點鈉電：從行業(yè)來看，目前正極材料的發(fā)展瓶頸主要在哪里？石堅：正極材料瓶頸主要是兩個方面：首先是性能，要盡量從材料端解決電芯的一些問題（殘堿、高溫性能、高內(nèi)阻）；此外產(chǎn)品批次穩(wěn)定性要高。相比來說硫酸鐵鈉加工工藝比較簡單，相比金屬氧化物，在成本降低同時，沒有高溫產(chǎn)氣和相變問題。然后是成本，鈉電的使命是替代鉛酸，早期很多人把鈉電直接對標(biāo)三元是不正確的戰(zhàn)略定位。鈉電目前最主要的是對標(biāo)鉛酸，除了性能上要超越鉛酸，在成本上也跟鉛酸保持一致也很重要，這就需要低成本的正極材料，硫酸鐵鈉正極完全可以達(dá)到這點。起點鈉電：公司負(fù)極材料采用生物基硬碳，如何看待硬碳和軟碳路線？石堅：軟碳我做的年頭比較多，自2015年進(jìn)入鈉電行業(yè)到去年為止，調(diào)研了全國大概264家國內(nèi)無煙煤的煤礦，其中只有7家符合軟碳無煙煤的要求。軟碳的煤礦主要考量灰分、揮發(fā)分和含硫量這三個指標(biāo)，只有7家符合指標(biāo)，其中6家在新疆,1家在寧夏。相對而言軟碳的優(yōu)勢是成本很低，但是比容量相對較低。同時批次穩(wěn)定性不高，煤是歷史原因形成的，每個煤層的含硫量、灰分、揮發(fā)分等指標(biāo)都不一致，另外煤開采后必須進(jìn)行酸洗，這會造成環(huán)境污染，這是制約軟碳發(fā)展的主要問題。硬碳目前是主流，尤其是生物質(zhì)硬碳，目前國內(nèi)應(yīng)用最多的是日本的可樂麗公司生產(chǎn)的生物質(zhì)硬碳負(fù)極，性能優(yōu)異，但是成本高，市場大概價格在18-20萬元左右，并且年產(chǎn)能只有2000噸。采用進(jìn)口材料不但量難以滿足需求，成本也難降下來，影響產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。起點鈉電：生物質(zhì)基、無煙煤、樹脂基等不同前驅(qū)體材料的優(yōu)缺點及應(yīng)用前景？石堅：整體來看，鈉電目前發(fā)展成本為先，考慮到成本來說，樹脂基性能雖然比較穩(wěn)定，但是成本太高，國產(chǎn)樹脂基負(fù)極成本在8-10萬元左右，價格比較高。負(fù)極材料率先采用復(fù)合生物質(zhì)，可以大幅降低成本，我們通過自研的低成本復(fù)合硫酸鐵鈉正極和復(fù)合生物質(zhì)基負(fù)極，我們電芯整體成本可以做到4毛，這在國內(nèi)處于前列。起點鈉電：公司硬碳負(fù)極采用何種原材料，有何獨到之處？產(chǎn)品性能如何？目前研發(fā)或產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展如何？石堅：我們硬碳采用2-3種合成材料，椰殼用量比較小，所以成本可以做到很低。公司負(fù)極材料基于團(tuán)隊多年技術(shù)研發(fā)儲備，公司合伙人來自國內(nèi)頂級鋰電負(fù)極材料企業(yè)，從2017年起就從事硬碳負(fù)極的研發(fā)，有很深的技術(shù)儲備。團(tuán)隊組建后，從2020年開始就開始生物質(zhì)硬碳產(chǎn)業(yè)化的嘗試，經(jīng)過兩年多的不斷測試和技術(shù)迭代，目前產(chǎn)品性能已十分穩(wěn)定，已經(jīng)給頭部企業(yè)客戶送樣，同時已經(jīng)應(yīng)用在我們量產(chǎn)的電芯上，交付客戶使用，整體性能優(yōu)異。起點鈉電：負(fù)極為何會成為制約鈉電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸？石堅：主要還是成本問題，可樂麗的產(chǎn)品性能好但是比較貴，國產(chǎn)材料價格比較低，但是產(chǎn)品性能不是特別穩(wěn)定，某頭部鋰電負(fù)極材料企業(yè)也已在布局生物基硬碳，但是還沒有量產(chǎn)。鈉電產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵，尤其要對標(biāo)鉛酸的話，正、負(fù)極材料整體成本加起來要低于5萬元。起點鈉電：公司在電解液領(lǐng)域的布局如何？石堅：電解液我們一直認(rèn)為在鈉離子電池中的作用很關(guān)鍵。我們針對自身材料體系，與合作單位共同針對現(xiàn)有鈉離子電池的高壓產(chǎn)氣、高內(nèi)阻、循環(huán)產(chǎn)氣、析鈉等重點問題開發(fā)。起點鈉電：公司鈉電池應(yīng)用市場目前主要聚焦在哪個領(lǐng)域？目前取得了哪些進(jìn)展？如何看待鈉電池在各應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展前景？石堅：公司鈉電應(yīng)用場景主要集中在幾個領(lǐng)域，一是儲能柜，在國內(nèi)某大應(yīng)用場景上，有兩種不同規(guī)格的儲能柜在應(yīng)用，現(xiàn)在訂單接近一個億。二是電動工具領(lǐng)域，目前出口的訂單大概是每年2億元左右。三是3C類小軟包訂單每年可達(dá)近千萬元。公司目前出貨產(chǎn)品主要以方殼和小軟包為主。鈉電在低溫、大倍率放電性能比鋰電好，因此在北方的電動工具、換電、后備電源、室外儲能等領(lǐng)域，都是鈉電的天下。針對不同應(yīng)用場景有不同性能指標(biāo)要求，比如換電要求長壽命、低溫、低成本，后備電源要求低成本、低溫，而不要求長循環(huán)，循環(huán)3000-4000次就夠了。所以我們針對不同應(yīng)用場景匹配不同材料路線和體系，給客戶提供針對性解決方案。針對特殊場景的儲能柜，一個地方的需求在30億元左右，整個行業(yè)需求200億元左右。目前幾個儲能柜的訂單都是對北方鋰電產(chǎn)品的替換。鈉電在北方主要是低溫和成本優(yōu)勢，在南方主要是循環(huán)壽命和成本優(yōu)勢。起點鈉電：公司產(chǎn)能布局如何？未來產(chǎn)業(yè)化節(jié)奏如何？石堅：公司總部坐落于深圳坪山，已有中試線正負(fù)極材料各150噸，還有一條軟包電芯線，主要用來驗證材料穩(wěn)定性。明年上半年規(guī)劃了1萬噸的材料產(chǎn)線，正負(fù)極各5000噸，計劃供應(yīng)接近2GWh的電芯用量。起點鈉電：公司融資情況如何？投資人主要看中博鈉哪些亮點？石堅：公司于去年9月20日成立，在今年1月完成天使輪融資，金額2500萬元，投后估值3億元。最近正在進(jìn)行Pre-A輪融資，投后估值10億元左右，現(xiàn)在已有國內(nèi)頭部機(jī)構(gòu)確定領(lǐng)投。投資人看中幾點，一是我們擁有完整的材料體系，投資人對我們有信心，能在眾多鈉電佼佼者中脫穎而出；第二我們已擁有實際訂單，全部都有實際金額的訂單而不是框架協(xié)議，這個底氣也是來自我們材料供應(yīng)體系的完善，能夠自己供應(yīng)自己的電芯生產(chǎn)；第三是對公司團(tuán)隊信任，公司產(chǎn)業(yè)化能力比較強，可以踏實把材料性能做穩(wěn)定，把成本降下來。起點鈉電：對鈉電池成本下降時間節(jié)點的預(yù)判如何？如何看待碳酸鋰價格對鈉電池行業(yè)的影響？石堅：鈉電池的誕生伴隨碳酸鋰價格的高漲，碳酸鋰價格的下跌也抑制了鈉電行業(yè)的快速發(fā)展，但是相對固態(tài)電池和燃料電池，鈉電池一定率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，這是毋庸置疑的，無論是從技術(shù)儲備，還是與鋰電池共通性方面。但是鈉電的定位一定要正確，一定是鉛酸的替代者，而不是鋰電的替代者，無論從工藝成熟度、成本還是整體的應(yīng)用場景，都是不如鋰電的。在碳酸鋰價格大幅下降，而且在未來兩年可能會降到10萬以內(nèi)的背景下，可能會對以在動力領(lǐng)域替代鋰電為使命的金屬氧化物路線發(fā)展空間造成比較大的影響，本身成本比較高，市場化將會受限。但對聚陰離子體系來說，替代鉛酸電池的應(yīng)用場景，不是鋰電的主戰(zhàn)場，比如低溫、大倍率場景。因此我們認(rèn)為低成本、能夠替代鉛酸的聚陰離子鈉電可能會成為未來主流。鋰電跟鈉電是同時誕生的，但在動力領(lǐng)域鋰電比鈉電能量密度更高，因為鋰電產(chǎn)業(yè)化發(fā)展甩開鈉電，而發(fā)展鈉電的底層邏輯是鋰資源短缺。今年鈉電的熱度已不如前兩年，主要原因是碳酸鋰價格下降，隨之鈉電在動力領(lǐng)域的應(yīng)用不是那么迫切了，這也直接導(dǎo)致金屬氧化物路線不是很被看好。反倒是聚陰離子路線的企業(yè)，目標(biāo)是替代鉛酸，借助這個浪潮而崛起。聚陰離子路線沒有采用貴金屬，不涉及回收，生產(chǎn)綠色環(huán)保。長遠(yuǎn)來看，從國家能源安全的角度來看，鈉電池很有必要去發(fā)展，可以避免鋰資源被“卡脖子”。國內(nèi)碳酸鋰主要是鹽湖和鋰云母，品位不及進(jìn)口，成本也比較高，如果價格12萬元以下，企業(yè)是虧本的。因此長遠(yuǎn)看鈉電會在部分領(lǐng)域替代鋰電。隨著鈉離子電池技術(shù)的開發(fā)，比如能量密度達(dá)到160Wh/Kg或者更高，再加上未來鋰價再上漲，在A0甚至A級別動力領(lǐng)域鈉電池還是會有很快的飛躍，但是目前還需要把產(chǎn)氣、相變、電解液匹配等技術(shù)問題以及成本問題解決。總結(jié)下來就是碳酸鋰價格高則會加速鈉離子在動力方面的應(yīng)用；碳酸鋰價格低則進(jìn)一步加速在鉛酸市場的應(yīng)用。
原創(chuàng) 起點鈉電 劉澤
