中國(guó)在全球鋰電池領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,一些國(guó)家試圖減少對(duì)華依賴。分析人士認(rèn)為,鈉離子電池可能是其他國(guó)家減少對(duì)中國(guó)電池依賴的一條捷徑,但數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)將在該領(lǐng)域再次領(lǐng)先世界。
BBC注意到,通過(guò)電動(dòng)兩輪車(“小電驢”),鈉電池已經(jīng)在中國(guó)市場(chǎng)廣泛應(yīng)用。在杭州,數(shù)十輛造型炫目的小電驢排列在一家購(gòu)物中心外,吸引著路人前來(lái)試駕。這些小電驢售價(jià)在400美元至660美元之間,并非采用常用的鉛酸電池或鋰離子電池供電,而是鈉電池。旁邊矗立著幾根快速充電樁,可在15分鐘內(nèi)將車輛的電量從0%充至80%。
就在世界其他國(guó)家試圖在制造廉價(jià)、安全、高效的鋰離子電池的競(jìng)賽中縮小與中國(guó)的差距時(shí),中國(guó)企業(yè)已經(jīng)在大規(guī)模生產(chǎn)鈉離子電池方面占據(jù)了先機(jī)。雅迪是中國(guó)眾多試圖在替代電池技術(shù)領(lǐng)域打造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的公司之一,這一趨勢(shì)表明中國(guó)清潔技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度之快。除小電驢外,中國(guó)汽車制造商是全球首批推出鈉動(dòng)力汽車的國(guó)家。2025年4月,全球最大的電池制造商寧德時(shí)代宣布,計(jì)劃今年以新品牌Naxtra大規(guī)模生產(chǎn)用于重型卡車和汽車的鈉離子電池。此外,中國(guó)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商也已開(kāi)始建設(shè)使用鈉離子電池的儲(chǔ)能站,以幫助電網(wǎng)吸收可再生能源。
策緯咨詢公司研究關(guān)鍵礦產(chǎn)和供應(yīng)鏈的科里·庫(kù)姆斯表示,中國(guó)企業(yè)在推動(dòng)鈉離子電池發(fā)展方面采用多管齊下戰(zhàn)略,將使其在全球競(jìng)爭(zhēng)中處于領(lǐng)先地位。
作為中國(guó)一個(gè)快速增長(zhǎng)且競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng),小電驢對(duì)鈉離子電池的發(fā)展寄予厚望。數(shù)據(jù)顯示,僅在中國(guó),2023年小電驢的銷量就約為5500萬(wàn)輛,幾乎是當(dāng)年純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車總銷量的六倍。此外,小電驢在包括越南和印度尼西亞在內(nèi)的許多亞洲國(guó)家都是極為流行的交通工具。雅迪迄今已向市場(chǎng)推出了三款鈉動(dòng)力車型,并計(jì)劃推出更多車型。雅迪還成立了新能源研究院,致力于研究新興電池化學(xué)技術(shù),尤其是鈉離子電池。該公司高級(jí)副總裁曾表示,“我們希望快速地把技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室?guī)У娇蛻羰种小?,?shí)現(xiàn)鈉電池規(guī)?;a(chǎn)是雅迪的目標(biāo)。
西交利物浦大學(xué)儲(chǔ)能材料與設(shè)備研究專家陳曦表示,小電驢通常行駛距離較短,速度較低,對(duì)能量密度和功率輸出的要求較低,而鈉離子電池的能量密度較低,遠(yuǎn)低于同等尺寸的鋰離子電池。對(duì)于小電驢來(lái)說(shuō),鈉電池的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是鉛酸電池。雖然鉛酸電池比鈉電池和鋰離子電池都便宜,但能量密度和充電循環(huán)次數(shù)甚至更低。
由于能量密度低,鈉離子電池的廣泛應(yīng)用受到限制。挪威咨詢公司雷斯塔能源駐上海的電池市場(chǎng)分析師陳山表示,鈉電池尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),目前在四輪車領(lǐng)域“在價(jià)格或性能上無(wú)法與鋰離子電池競(jìng)爭(zhēng)”,因此未來(lái)兩三年內(nèi)難以大規(guī)模使用。不過(guò),鈉電池小電驢在中國(guó)的普及雖然緩慢,但令人鼓舞。雅迪的一名發(fā)言人告訴BBC,其鈉電池小電驢在2025年前三個(gè)月的銷量已接近1000輛。雅迪并非唯一一家推廣鈉電池的企業(yè),臺(tái)鈴和比亞迪旗下電池公司也在研究和銷售鈉電池。
預(yù)計(jì)未來(lái)五年,鈉離子電池的市場(chǎng)份額將快速增長(zhǎng)。有分析顯示,到2030年,中國(guó)15%的小電驢將由鈉離子電池驅(qū)動(dòng),而2023年這一比例僅為0.04%。事實(shí)上,鈉離子電池更大的市場(chǎng)可能是儲(chǔ)能站。庫(kù)姆斯稱,當(dāng)鈉電池被安裝在固定位置時(shí),在車輛中使用鈉離子電池的缺點(diǎn)就消失了,“你只需要建造一個(gè)稍微大一點(diǎn)的儲(chǔ)能裝置,不需要移動(dòng),電池的重量也無(wú)關(guān)緊要”。
隨著世界各國(guó)努力實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo),儲(chǔ)能市場(chǎng)預(yù)計(jì)將成為一個(gè)巨大且快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)。國(guó)際能源署表示,如果要在2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放,全球電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能容量需要在2022年至2030年間增長(zhǎng)近35倍。美國(guó)智庫(kù)戰(zhàn)略與國(guó)際研究中心高級(jí)研究員伊拉里亞·馬佐科表示,未來(lái),全球“對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求將會(huì)增加,以平衡發(fā)電量的波動(dòng)性”。
當(dāng)前,鋰礦主要在澳大利亞、中國(guó)和智利開(kāi)采,但鋰礦加工主要集中在中國(guó),中國(guó)擁有全球近60%的鋰精煉產(chǎn)能。相較之下,鈉廣泛分布于海洋和地殼中,其儲(chǔ)量約為鋰的400倍。因此,鈉離子電池更容易獲取,規(guī)模化生產(chǎn)成本也更低,還能幫助電池行業(yè)擺脫當(dāng)前供應(yīng)鏈中的瓶頸。
鈉離子電池并非近期發(fā)明,但命運(yùn)與鋰離子電池息息相關(guān)。自1991年索尼公司推出全球首款鋰離子電池以來(lái),其巨大的商業(yè)成功導(dǎo)致鈉離子技術(shù)的發(fā)展基本停滯。當(dāng)前,在中國(guó)多年的產(chǎn)業(yè)推動(dòng)下,鋰電池已成為全球電池行業(yè)的主導(dǎo)力量。2021年是鈉離子電池的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。由于電動(dòng)汽車需求強(qiáng)勁以及疫情的影響,全球電池級(jí)鋰價(jià)格飆升,一年內(nèi)上漲了四倍多。一時(shí)間,各大電池和電動(dòng)汽車制造商開(kāi)始尋找替代品。
美國(guó)智庫(kù)亞洲協(xié)會(huì)政策研究所所長(zhǎng)凱特·洛根表示:“鈉的相對(duì)豐富以及中國(guó)對(duì)彈性電池供應(yīng)鏈的興趣,一直是推動(dòng)研發(fā)工作的核心因素?!钡噧r(jià)自2022年末開(kāi)始暴跌。然而,對(duì)許多人來(lái)說(shuō),選擇鈉離子電池還有其他好處,其中之一就是安全性。一些業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,鈉離子電池更安全。一些研究表明,由于鈉的化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定,鈉離子電池比鋰離子電池更不容易過(guò)熱和燃燒,受寒冷天氣影響較小。鈉離子電池還有望減少制造鋰離子電池所用金屬對(duì)環(huán)境的影響,特別是鈷和鎳。瑞典查爾姆斯理工大學(xué)研究員張山表示,由于鈉電池仍在研發(fā)中,“生產(chǎn)工藝、壽命和能量密度都有待改進(jìn),預(yù)計(jì)它們對(duì)氣候的影響未來(lái)可能會(huì)低于鋰離子電池”。不過(guò),有人警告稱,研究尚不充分,現(xiàn)在就確定鈉電池的安全性還為時(shí)過(guò)早。
更重要的是,一些企業(yè)家和研究人員認(rèn)為,鈉是其他國(guó)家減少對(duì)中國(guó)電池依賴的一條捷徑。但BBC直言,如果這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入大眾市場(chǎng),中國(guó)企業(yè)將有望引領(lǐng)全球生產(chǎn)。庫(kù)姆斯也表示,中國(guó)主要電池制造商已將鈉電池納入長(zhǎng)期保持競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略,這意味著該領(lǐng)域不再是繞過(guò)中國(guó)企業(yè)強(qiáng)項(xiàng)的途徑。洛根指出,由于兩種電池之間的相似性,現(xiàn)有的鋰離子電池制造基礎(chǔ)設(shè)施可以用于生產(chǎn)鈉離子電池,從而減少中國(guó)商業(yè)化的時(shí)間和成本。公開(kāi)資料顯示,鈉離子電池與鋰離子電池?fù)u椅式工作原理類似,主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。
寧德時(shí)代正在開(kāi)發(fā)第二代鈉電池。該公司稱,“(第二代鈉電池)性能指標(biāo)已經(jīng)與磷酸鐵鋰電池接近,只要能形成規(guī)?;瘧?yīng)用,鈉電池的成本相比磷酸鐵鋰電池也會(huì)有一定的優(yōu)勢(shì)?!痹缭?021年7月,寧德時(shí)代已推出第一代鈉離子電池,該電池的電芯單體能量密度可達(dá)160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;在-20℃低溫環(huán)境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上。當(dāng)時(shí),寧德時(shí)代方面表示,下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標(biāo)是200Wh/kg以上。
研究和咨詢公司伍德麥肯茲專門研究?jī)?chǔ)能供應(yīng)鏈的顧問(wèn)鄭嘉悅稱,中國(guó)公司可以更快地將技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室推向大規(guī)模生產(chǎn),這也是與其他國(guó)家公司之間的“最大區(qū)別”。她表示,外國(guó)公司建設(shè)生產(chǎn)線通常需要更長(zhǎng)的時(shí)間,而且他們的產(chǎn)能很難與中國(guó)公司競(jìng)爭(zhēng)。伍德麥肯茲的分析稱,到2033年,全球鈉離子電池的規(guī)劃產(chǎn)能將超過(guò)500GWh,而中國(guó)預(yù)計(jì)將占其中的90%以上。