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钠电池产业化渐行渐近,企业如何抢占技术和市场高地?

 2023-03-02 20:02:51  来源:互联网 

电池百人会“问道”临海暨2023中国钠电池产业生态圈企业家峰会现场

电池百人会“问道”临海暨2023中国钠电池产业生态圈企业家峰会现场

电池百人会“问道”临海暨2023中国钠电池产业生态圈企业家峰会现场

我爱电车网3月1日讯(张倩 常青 浙江临海报道)2月28日,由临海市人民政府、中关村新型电池技术创新联盟、电池百人会主办,永太科技(002326)独家协办的电池百人会企业家“问道”临海暨2023中国钠电池产业生态圈企业家峰会在浙江临海举办。

本次大会聚焦钠电池生态圈构建,深度解读产业现状、政策措施、前沿技术、未来展望;深度介绍临海新能源产业生态环境,促进优质项目投资落地;力争打造高价值、高规格、有影响力的交流技术革新、探讨发展方向、明辨产业趋势的品牌盛会,助力中国电池产业发展探路前行。

28日下午,北京大学教授其鲁、鼎胜新材(603876)全资子公司杭州五星铝业有限公司总经理陈魏新、青岛蓝科途膜材料有限公司董事长郅立鹏、广东捷盟智能装备有限公司董事长焦军峰、深圳市比克动力电池有限公司钠离子电池研发负责人安伟峰5位专家及企业家代表受邀参加本次峰会的互动环节,就“钠电池产业化渐行渐近,健康生态圈如何构建?”“钠电产业投资扩产潮起,成本优势要怎样兑现?”等热点话题展开讨论。我爱电车网(微号:xevcar)节选了部分互动嘉宾精彩观点,以飨读者。

吴辉 伊维经济研究院研究部总经理 /中国电池产业研究院院长

伊维经济研究院研究部总经理 /中国电池产业研究院院长吴辉

主持人(吴辉 伊维经济研究院研究部总经理 /中国电池产业研究院院长) : 今天下午我们听了各位领导和专家对于钠离子电池的精彩主题分享,总结来说,目前钠离子电池产业发展主要面临两大问题:一是所谓的成本优势没有体现出来,二是技术指标和锂电池相比还有差距,这两个方面的问题。

各位演讲当中报告当中也提到钠离子电池理论成本可以做到0.3元/Wh,循环寿命预测可能做到6000次-7000次,今天我们也围绕钠离子电池两个问题来讨论:第一,技术的天花板,也就是说钠离子电池通过高校和科研院所的研发、企业的产业化,能够把几个关键指标——比如说能量密度到底最高能够做到多少,还有成本的问题,基于产业链配套的完善,包括正负极、膈膜电解液、装备制造、工艺,通过产业的完善成本到底能够做到多少钱?我们自己测算钠离子电池成本还是0.8元/Wh-0.9元/Wh,和锂离子电池差不多。

北京大学教授其鲁

北京大学教授其鲁

其鲁:刚才提到的这几个问题,未来发展钠离子电池在某些特殊领域一定会找到其快速发展的方向,但是有一些事儿还必须要考虑。我想从资源的问题来讲大家不用担心,我们刚才说到资源量都是矿山里的资源量,绝大多数的锂都在海洋里,钠也在海洋里,陆地上还有很多,钠到处都是,资源的问题不用担心。但是今后要面临的问题是什么?我们有一些认识还是要重新考虑一下,钠离子电池也并不是说绝对安全的,如果充满电了,带这么大的电量,里面还有易燃有机物质作为电解液,如果这些电解液遇到空气和锂电池一样会冒烟和燃烧的。

从技术角度来讲,尽快解决一些实际问题是非常必要的。大倍率的充放电的技术解决、能量密度的提高,能量密度和倍率是有关系的。就材料本身而言,材料密度的进一步提高,从物理方面来讲要把颗粒做的更大,单位体积中正极材料如果做得更大,其密度就更高了,能量密度自然而然就会提高了。但是随着能量密度提高,循环特性估计不会受到很大影响,但是倍率性会有一些变化。所以,从能量密度的角度来考虑物理密度的提高是非常重要的。

还有就是安全性,安全性不是一句空话,未来大规模储能、电动汽车的应用方面,安全性会提出非常苛刻的要求,尤其未来的储能,集中在寒冷地区,需要它要稳定的提供电流。这些特殊环境的实验需要做大电流,比如说在0.3C、0.5C、1C、3C的情况下,我们能否得到这么稳定的电池,在座的企业家也好、工程技术人员也好,必须要考虑这个问题。

目前,西北和华北地区都是风力发电、光伏发电,但是在清洁自然能源储能方面基本上没有应用,市场才刚刚要开始,如果能够做到像今天大家讲的那样的成本的时候,它的安全性问题、可靠性问题如果都解决了,应用前景会非常广阔。但是,一些新的锂电池材料成本在迅速下降,如果碳酸锂和氢氧化锂能够恢复到5年前的价格,钠离子电池其实看不出任何优势,所以必须要关注这个问题,在开发好钠离子电池技术的同时,锂电池新的一些材料的开发和研发也是非常必要的。

深圳市比克动力电池有限公司钠离子电池研发负责人安伟峰

深圳市比克动力电池有限公司钠离子电池研发负责人安伟峰

安伟峰:从技术的角度来讲,当前钠离子电池再往前追溯,包括今天各位嘉宾也在讲锂电和钠电的对比,70年代左右两条线是同时起步的,只不过能量密度的原因选择了锂电,这可能是其中一个原因。从能量密度、性能角度来讲,当前的钠电和5年前,甚至10年前的磷酸铁锂非常相近,我们以前觉得磷酸铁锂150Wh/kg的能量密度已经很高了,但是今天已经可以做到180Wh/kg,甚至个别企业做到200Wh/kg、210Wh/kg,在技术这条道路上是永无止境的。当前钠电无论是软包,还是圆柱,能量密度通常在100-150Wh/kg,我们也做过这样的研究,从材料的电压角度,当前3.0,能够提升到3.5、3.6;从材料的压实密度或者体积比能量角度来讲,通过大小颗粒的搭配能够实现压实密度和当前三元材料接近的,并且我们是有实际的数据,大概在3.3,因为钠离子半径相对来讲更大一些,比锂电池稍微略低一点,但是这个不会成为限制它、阻碍它前进的因素,更多需要靠技术不断提升或者不断突破钠离子体积比能量。

在性能方面,锂离子和钠离子在元素周期表上非常接近,化学性质就非常接近,在相近的化学性质下,其实它的性能和当前锂电完全可以媲美,包括循环、低温、倍率、安全方面的性能,相信钠离子电池可以通过技术的不断突破,性能不断提升、循环的改善、低温性能的突破,最终实现客户、市场的需要。 

鼎胜新材(603876)全资子公司杭州五星铝业有限公司总经理陈魏新

鼎胜新材(603876)全资子公司杭州五星铝业有限公司总经理陈魏新

陈魏新:听到报告以后,感觉钠离子电池的发展对我们铝箔企业是非常利好,因为负极铜箔可以用铝箔来代替,按照技术路线,负极铜箔可以用更厚的铝箔,从这个角度来看,我们铝箔有更好的前景。对于钠离子电池降本的贡献,铝箔首先是减薄,由于现在电池都是为了提高效率,宽度越宽,生产线速度也越来越快,对于铝箔的要求也逐年提升,越来越薄,但强度不能低,要求越来越高。现在国内外前二三十的客户,五星铝业都是在大比例供货,这些研发方向,不同客户已经在不同层面开始测试了,产品即将迈向市场。对于铝箔不管是钠离子还是锂电池,我们铝箔的要求来看都差不多,公司目前产能已经达到18万吨/年,各种厚度、各种合金,完全能够满足客户要求。从不断提高的生产规模和工艺水平来看,铝箔越做越薄,给客户从成本上还是会带来一些下降,从加工成本来看全部用国产的设备做出超过日韩的产品,后续肯定还有很大的降本空间。

青岛蓝科途膜材料有限公司董事长郅立鹏

青岛蓝科途膜材料有限公司董事长郅立鹏

郅立鹏:从理论上,我对钠电非常看好,因为人类社会发展,如果做一个产业最后变成资源的竞争一定是不公平的,而且是不好推广的。按照钠电来讲,资源上的限制没有,所以今后大量使用就有了基础,今后5年看看谁从技术上、成本上不断突破。我们蓝科途,上面还有一个母公司,做锂电池膈膜装备,也是发展了十多年。钠电换到锂电的时候,铝箔、膈膜材料可以通用,钠电做圆柱未来比较多,膈膜强度就非常重要,我们用自身的设备通过特殊的拉伸工艺,把膈膜强度做到很高,可为钠电池有限的空间中腾出了更大的空间。第二个方向是针对钠电,希望孔径更大,可以牺牲多余一部分强度为孔径做出贡献。

关于钠电池的市场前景,我的预测比大家更加乐观,就像锂电池一样,中国人做事情要么不启动,一旦启动会非常疯狂的。总体来说整个产业大家能够共同配合、相互支持,钠电还是大有前途,我们膈膜生产线从一开始国内不信任,到后来品质逐步和国外一样。下个月3月24日在山西也有一个膈膜的发布会,希望同行可以到现场指导、参观,谢谢大家! 

广东捷盟智能装备有限公司董事长焦军峰

广东捷盟智能装备有限公司董事长焦军峰

焦军峰:捷盟着重于锂电新工艺、新装备的开发、制造、生产等系列的全新技术迭代。钠离子电池和锂电生产工序、工艺和装备使用的基本相同,特别是钠离子电池对于一致性要求很高,一致性体现在哪里?核心在涂布段。回看锂电近20年的发展历程,国产涂布机的速度从2010年10米,到今天双层高速涂覆到100米,效率提升了将近20倍。从锂电整线来看,2015年开始趋向于自动化,不到2GWh产能整线设备投资在3亿以上,现在国内先进的一条线可以做到2.5-3GWh,一条线设备投资不到2亿,产线设备投入在降本50%以上,当前锂电产线设备基本上能满足生产需求。要达到80分-90分优秀,做到极致,还有很大的空间,无论锂电还是钠电,未来5年内产线设备投资有望综合降本一半。

以前锂电产线降本重点就是进口替代。很多人问现在锂电行业、锂电产线需要不需要国外进口,答案是整线设备完全可以国产化,但是部分元器件还需要逐步替代,在未来3-5年整线装备全部可以国产化、规模化生产。

应用端关注设备性能分成几点:

第一,优率,客户端、应用端关注的重点之一就是买回来的装备(无论是锂离子电池还是钠离子电池)和工艺结合做出产品的优率。

第二,设备的稳定性,因为动力和储能产线已经基本上70%是自动化,但是还需要人工去参与,设备稳定是保证产能的重点,整体优率不仅呈现在设备端,很多方面都要综合应用,需要电芯端提高综合能力。

第三,效率,速度的提升和能耗的降低。

很多新的工艺、新的装备需要我们同步去做开发,前面所有的报告都注重前端的材料、电池设计的应用,我们产线这部分并不是说从锂电直接到钠离子上拷贝下来,还需要很多新的工艺去磨合,甚至整个效率的提升,才能够真正做到降本的作用。  

吴辉:今天的讨论主要围绕两个关键词:第一,技术的进步空间。第二,成本下降的趋势。通过和各位嘉宾的讨论,我大概总结一下就是整个钠离子电池在参数上还有很大的空间向上提升,这个需要高校、研发机构、企业共同发力。钠离子电池在小动力也好、储能也好能够规模化应用还是要降低成本,靠原材料去降低成本,靠装备制造企业以及设备工艺流程的改进。总的来讲,钠离子电池产业化是渐行渐近,但是真正产业化不是把产品做出来,还需要批量应用,我们认为2025年应该是钠离子电池产业化的元年,现在是出产品的元年。

今天讨论就到这里,谢谢大家!

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

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