沉寂許久的鈉電終于迎來了轉(zhuǎn)機(jī)。
鈉電池最火的時候，要數(shù)2022年前后。當(dāng)時，鋰電池原料碳酸鋰價格一度突破60萬元/噸的大關(guān)，而鈉離子電池因?yàn)椴牧蟽r格穩(wěn)定一度被寄予厚望，肩負(fù)分庭抗“鋰”的重任。
但伴隨著鋰電池產(chǎn)能過剩、碳酸鋰價格持續(xù)走低，當(dāng)前甚至已跌至每噸不足8萬元，鋰電池的價格也成功地被打了下來。這直接對鈉電池技術(shù)路線造成了“蝴蝶效應(yīng)”，其成本優(yōu)勢消失了，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程滯后于鋰電池。
無法成為鋰電池的“平替”，讓鈉電行業(yè)陷入了一個異常尷尬的境界。但“風(fēng)物長宜放眼量”，鈉電產(chǎn)業(yè)發(fā)展或許有新的解題思路。
12月12日，海辰儲能發(fā)布了首款電力儲能專用鈉離子電池 ∞Cell N162Ah，就給出了“鋰鈉齊飛”的新解法。
鈉電池未必需要取代鋰電池，而是與鋰電池成為隊(duì)友，共同滿足多樣化的儲能市場需求。
01從應(yīng)用場景出發(fā)找到鈉電的萬億級賽道
被譽(yù)為“鋰電池之父”的古迪納夫，在獲得諾獎時曾說：
鋰資源的重要性不亞于石油等戰(zhàn)略性資源，一旦鋰資源開采出現(xiàn)瓶頸，可能會跟石油一樣成為戰(zhàn)爭的導(dǎo)火索。
而人類的智慧就在于不斷的探索與創(chuàng)新。在自然界鈉資源要遠(yuǎn)比鋰資源豐富，只要將1%做成鈉電池，按照全球每年新增1TWh 計算，就可以滿足人類150億年的儲能需求。
那么，鈉電的未來在哪里？關(guān)鍵就在于找到鈉電池的大眾應(yīng)用場景。而電力儲能就是這樣一個多樣化需求亟待滿足同時又潛力巨大的場景。
我們從需求端來看，當(dāng)下主流的鋰離子電池能夠充分地滿足儲能市場需求嗎？答案是否定的。
要知道，儲能系統(tǒng)通常需要在戶外長期運(yùn)行，應(yīng)用范圍更是遍及全球各地，這就面臨著極端氣候和地理環(huán)境的影響。比如今年爆火的沙特市場，就將面臨高溫干旱的沙漠，接受長時間的晴天日曬；而高海拔地區(qū)的儲能系統(tǒng)則面臨著極大的溫差挑戰(zhàn)。
鋰電池最佳工作溫度也在 10℃-35℃，面對極寒和極熱環(huán)境，多少顯得有點(diǎn)“力不從心。
具備良好的寬環(huán)境溫度適應(yīng)性的鈉電池，恰好可以和鋰電池形成互補(bǔ)，進(jìn)一步滿足儲能市場的多樣化場景需求。
鈉電池優(yōu)勢（圖源：海辰儲能發(fā)布會）
如果我們將目光從尚待提升的能量密度上拿開，那么鈉電池?zé)o疑會成為一些極端環(huán)境下的儲能最優(yōu)解。
以潛力巨大、今年簽下數(shù)個GWh規(guī)模項(xiàng)目的中東地區(qū)為例，沙漠的溫度非常高，可能達(dá)到50度以上，磷酸鐵鋰在這個溫度下將受到極大的挑戰(zhàn)。而應(yīng)對高低溫的工作環(huán)境，則是鈉電池的強(qiáng)項(xiàng)。即使在40度以上的高溫，鈉電池循環(huán)受影響依然非常小。
在高倍率下鈉電表現(xiàn)的性能更好，一是適合短時存儲，二是產(chǎn)生熱量會比較??；高溫下它對輔助能源的要求更低。
我們都知道儲能系統(tǒng)都配有冷卻系統(tǒng)，來控制電池的工作溫度。如果電池本身耐高溫，那就代表冷卻系統(tǒng)的功率可以相對做小一些，而這不僅大大減少設(shè)備的成本，還可以減少每次充放電時冷卻電池造成的電量損失。最終傳導(dǎo)到客戶側(cè)，就是項(xiàng)目整體收益的提升。
此外，在過沖過放、針刺、擠壓測試時，鈉離子電池也更為安全。
所以，鈉電池和鋰電池之間，并不存在絕對的誰優(yōu)誰差。所有的應(yīng)用都需要從需求、場景出發(fā)，推導(dǎo)到系統(tǒng)，再推導(dǎo)到電芯。
畢竟儲能比的不單單是每瓦時的價格，而是在場景運(yùn)行中的長期收益。
鈉電池的種種優(yōu)勢，因?yàn)槲凑业胶线m的應(yīng)用場景而被忽略。在補(bǔ)齊循環(huán)壽命和高溫穩(wěn)定性兩大短板后，鈉電池也可以在儲能市場大放異彩。
海辰儲能∞Cell N162Ah鈉離子電池，繼承了電力儲能主流 280/314Ah 磷酸鐵鋰電池的外形尺寸，充放電電壓范圍為 2.0-3.3V，標(biāo)準(zhǔn)工況 1P 充電，1P放電，標(biāo)稱容量 162Ah。
這款電池集長壽命、耐高溫、寬溫域、高倍率、高能效、高安全等眾多卓越特性于一身，能夠更好滿足當(dāng)下電力儲能全場景需求。
海辰儲能鈉電池新品具備多項(xiàng)卓越特性（圖源：海辰儲能發(fā)布會）
2024年全球儲能行業(yè)市場規(guī)模達(dá)627億美元，近四年復(fù)合增速高達(dá)75.17%。據(jù)國際能源署（IEA）發(fā)布的《世界能源展望》報告，未來全球儲能市場規(guī)模將增長至萬億美元以上。
龐大的真實(shí)市場需求和多樣的應(yīng)用場景，蘊(yùn)含著無限可能。畢竟全球氣溫條件、地理?xiàng)l件、商業(yè)條件足夠復(fù)雜，應(yīng)該容得下“鋰”和“鈉”兩種技術(shù)。
02技術(shù)攻破鈉電痛點(diǎn)∞Cell N162Ah的誕生
如果說找到應(yīng)用場景是鈉電規(guī)?；l(fā)展的第一步，那么第二步就是需要用技術(shù)去補(bǔ)足鈉電在電力儲能領(lǐng)域的痛點(diǎn)。
這絕不是一蹴而就的，從正式涉足鈉電技術(shù)，到推出∞Cell N162Ah鈉離子電池，海辰儲能用了三年時間。
2022年初，基于儲能客戶在安全性和儲能系統(tǒng)成本兩個核心需求，海辰儲能錨定了研發(fā)寬溫域鈉電池技術(shù)以滿足市場需求。
主流的鈉離子電池負(fù)極一般都采用硬碳材料，而正極則面臨多種技術(shù)路線的選擇。四種主要技術(shù)路線分別是：普魯士藍(lán)/白、層氧、聚陰離子以及更前沿的有機(jī)物，而要真正落地，其實(shí)也就聚焦在前三種技術(shù)路線之上。
鈉電池正極技術(shù)路線
聚陰離子技術(shù)長期循環(huán)穩(wěn)定性好，部分材料循環(huán)性能可達(dá)萬次以上。且材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在空氣中不易發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，與電解液的兼容性好，不易發(fā)生副反應(yīng)，電極材料的一致性和穩(wěn)定性高，發(fā)生熱失控的風(fēng)險較低，安全性高。
所以海辰儲能最終決定將聚陰離子技術(shù)作為突破的重點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，海辰儲能從材料、電解液到電芯設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)都配備了專業(yè)人員，也經(jīng)歷了試錯與迭代。從實(shí)驗(yàn)室的合成到跟供應(yīng)商做放量，一步一步攻破每一個技術(shù)難關(guān)。
“回頭來看，這其實(shí)是一個工程技術(shù)演進(jìn)的過程。”這是海辰儲能的工程師三年鈉電持續(xù)的產(chǎn)品研發(fā)的總結(jié)。
選擇聚陰離子技術(shù)路線（圖源：海辰儲能發(fā)布會）
最終，∞Cell N162Ah鈉離子電池驚艷亮相。
在循環(huán)壽命方面，∞Cell N162Ah鈉離子電池實(shí)現(xiàn)了長循環(huán)壽命創(chuàng)新，在25℃、1P功率條件下進(jìn)行充放電循環(huán)測試，歷經(jīng)4000次循環(huán)后，容量保持率仍高達(dá)94.2%，預(yù)測至70%SOH（健康狀態(tài)）時，循環(huán)壽命可超過20000次。
此外，∞Cell N162Ah鈉離子電池在高溫循環(huán)穩(wěn)定性方面亦取得顯著提升，于45℃條件下循環(huán)4000次后，容量保持率仍保持在92.5%的高水平，是當(dāng)下鈉離子電池在循環(huán)壽命中的新旗幟。
而這背后，是海辰儲能工程師持續(xù)的技術(shù)突破。針對磷酸焦磷酸鐵鈉正極材料電子電導(dǎo)率低的問題，采用均質(zhì)高導(dǎo)電表面包覆策略，來提升材料界面電荷轉(zhuǎn)移速率；同時，為了實(shí)現(xiàn)材料顆粒間均勻嵌脫鈉，聚焦電極設(shè)計，成功構(gòu)筑起高效、穩(wěn)定的互穿導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，電極的電子電導(dǎo)率提升3個數(shù)量級，有效抑制充放電過程由于歐姆極化和電化學(xué)極化而導(dǎo)致的容量損失，有效延長了電池的循環(huán)壽命。
此外，在能量效率方面，海辰∞Cell N162Ah 鈉離子電池在25℃ 0.5P 工況下能效高達(dá) 97.1%，比磷酸鐵鋰儲能電池高出2%；低溫 5℃工況下，能效依然高達(dá) 91.9%，比磷酸鐵鋰儲能電池高出 7%以上。
這也就意味著每一圈充放電，這款鈉離子電池都可以為儲能電站投資者帶來更好的經(jīng)濟(jì)收益。
另外還有強(qiáng)大的安全性能， ∞Cell N162Ah順利通過電力儲能電站鈉離子電池技術(shù)規(guī)范GB/T44265 中各種嚴(yán)苛的安全測試，包括跌落、擠壓、短路、過充/過放、熱失控等；以及通過 GB/T31485 貫穿針刺測試等。
同時，該電池具備0V超長貨架期存儲的特性，在0V條件下存儲后，其容量與剛下線的新電池?zé)o異，循環(huán)性能亦不受影響。
在組裝過程中，即使正負(fù)極發(fā)生短接，也不會引發(fā)火花、觸電等安全隱患。在運(yùn)輸過程中，即便電池遭受碾壓或預(yù)制艙系統(tǒng)發(fā)生側(cè)翻等異常情況，亦不會引發(fā)燃燒、爆炸等危險，為電芯及系統(tǒng)的存儲、組裝、運(yùn)輸提供了安全保障。
可以說在攻破各個技術(shù)卡點(diǎn)之后，這款鈉離子電池在性能上已經(jīng)完全可以滿足多樣化的儲能需求。
03加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步降低成本
相較于已經(jīng)非常成熟的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈非常成熟，還沒有真正產(chǎn)業(yè)化的鈉電顯然具備更大的想象空間。而伴隨著技術(shù)快速的迭代和成熟，鈉電的價格下降趨勢也會比磷酸鐵鋰的速率更快。
往往降成本和規(guī)?；窍噍o相成的，沒有規(guī)?；杀揪徒挡幌聛?，而成本降不下來又限制了鈉電的規(guī)?；?。
正因此，海辰儲能正在扎扎實(shí)實(shí)地推進(jìn)鈉電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
硬碳負(fù)極一直是鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化“卡脖子”的核心節(jié)點(diǎn)，是行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵難點(diǎn)。海辰儲能現(xiàn)在已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)硬碳負(fù)極技術(shù)的國產(chǎn)化，國內(nèi)現(xiàn)在已有數(shù)家供應(yīng)商擁有千噸級生產(chǎn)線，且現(xiàn)有的鋰電石墨生產(chǎn)線通過增設(shè)部分設(shè)備，可在半年內(nèi)轉(zhuǎn)型為硬碳生產(chǎn)線。
在電解液方面，海辰可以利用現(xiàn)有的鋰電電解液生產(chǎn)線能夠兼容鈉電電解液的生產(chǎn)。此外，隔膜、粘接劑、鋁箔集流體以及電芯結(jié)構(gòu)件等均可共享鋰電產(chǎn)能。
而鈉離子電池的工作原理和結(jié)構(gòu)與鋰離子電池極為相似，其制造工藝也與鋰離子電池相近。所以在電芯制造領(lǐng)域，海辰儲能現(xiàn)有的磷酸鐵鋰儲能電池生產(chǎn)線稍加改造可兼容鈉離子電池的生產(chǎn)。
在系統(tǒng)制造方面，海辰儲能鈉電新品沿用了磷酸鐵鋰儲能電池的外形尺寸，現(xiàn)有的模組、PACK及系統(tǒng)生產(chǎn)線均可完全兼容鈉電儲能系統(tǒng)的生產(chǎn)制造。
通過和鋰電池生產(chǎn)線的融合，以及未來鈉離子電池技術(shù)的進(jìn)一步迭代，其能量密度以及電力儲能應(yīng)用場景的全面拓展，未來單電芯成本有望在三年內(nèi)接近磷酸鐵鋰儲能電池，五年內(nèi)甚至可能實(shí)現(xiàn)比磷酸鐵鋰儲能電池更低的成本。
未來產(chǎn)業(yè)格局（圖源：海辰儲能發(fā)布會）
海辰儲能的鈉電新品定在了2025年第四季度實(shí)現(xiàn)GWh量產(chǎn)，而2025年也即將成為鈉離子電池規(guī)?；l(fā)展的拐點(diǎn)。
預(yù)計未來五年內(nèi)，鈉離子電池市場規(guī)模將突破千億元量級，展現(xiàn)出極為廣闊的發(fā)展前景。
海辰儲能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁王鵬程有句話很實(shí)在，“儲能產(chǎn)業(yè)不必講高大上的道理，關(guān)鍵是要把每一條路徑做到極致。”
海辰儲能從來沒變更過自己的目標(biāo)：讓綠色能源惠及全人類。
而夢想是高大上的，通往能源自由之路，則往往需要向下扎根，一步步落實(shí)：從需求側(cè)推導(dǎo)至產(chǎn)品側(cè)，再推導(dǎo)至技術(shù)側(cè)的創(chuàng)新，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
即使面臨壓力，依舊堅定推進(jìn)技術(shù)和研發(fā)投入不僅需要戰(zhàn)略魄力，更需要堅守目標(biāo)的初心。
人在面臨緊急的事和重要的事時，往往會選擇將資源給到緊急的事。但是海辰儲能不會放棄重要的事。
在這個鈉電產(chǎn)業(yè)距離爆發(fā)一步之遙的關(guān)鍵拐點(diǎn)，海辰儲能以開放的態(tài)度分享多年研究下的技術(shù)路線，用自己的力量推動行業(yè)生態(tài)的正向循環(huán)。
打開鈉電儲能應(yīng)用的新世界，同樣是開啟能源選擇自由的一把關(guān)鍵鑰匙。（來源新能源產(chǎn)業(yè)家）
鈉電池優(yōu)勢（圖源：海辰儲能發(fā)布會）
海辰儲能鈉電池新品具備多項(xiàng)卓越特性（圖源：海辰儲能發(fā)布會）
鈉電池正極技術(shù)路線
選擇聚陰離子技術(shù)路線（圖源：海辰儲能發(fā)布會）
未來產(chǎn)業(yè)格局（圖源：海辰儲能發(fā)布會）
