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《大國(guó)之材》原創(chuang)文章
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圖片(piàn)：受訪人提(tí)供、圖蟲創(chuang)意
編者按(an)：12月8日，距離(li)結束《大國(guó)之材》采訪(fang)不到半月(yue)的時間
特斯拉、比(bi)亞迪等新(xin)能源車企(qi)又宣布漲(zhang)價了。但在(zai)漲價、補貼(tie)退🏃坡等情(qing)形之下，比(bǐ)亞迪新能(néng)源車銷量(liang)甚至不減(jiǎn)反增，同比(bǐ)⛱️暴增📧7倍。曆(lì)經十餘年(nian)的技術研(yán)發與産業(yè)化推進，新(xīn)能源車似(si)㊙️乎終于邁(mai)入了市場(chang)驅動階段(duan)。
如何解(jiě)決锂及锂(li)鹽等資源(yuán)短缺以及(ji)波動帶來(lai)的危機？
早(zao)在十餘年(nián)前，鈉離子(zǐ)電池就是(shì)锂資源問(wèn)題多元化(huà)解決方案(an)的熱點之(zhī)一。作為“锂(li)電池之父(fu)”陳立泉院(yuan)士課題組(zǔ)組員之一(yī)，胡勇勝研(yán)究員帶領(ling)團隊投身(shen)于鈉離子(zǐ)電池技術(shu)研發中✔️，将(jiang)論文🧑🏽🤝🧑🏻寫在(zai)祖國大地(dì)上。随着技(ji)術研發逐(zhu)步深入，課(ke)題組開啟(qǐ)了鈉離子(zǐ)電池産業(yè)化🔱這一新(xin)“課題”。
2017年，依(yi)托中科院(yuàn)物理所的(de)鈉離子電(dian)池技術，北(běi)京中科海(hǎi)🤩鈉☁️科技有(yǒu)限責任公(gōng)司（以下簡(jian)稱“中科海(hǎi)鈉”）注冊成(chéng)立。2022年🈲，中科(ke)海鈉獲華(hua)為哈勃旗(qi)下深圳哈(ha)勃科技投(tou)資合夥企(qǐ)💚業（有限合(he)夥）投資。
短(duǎn)短幾年裡(li)，中科海鈉(na)到底是如(rú)何逐一攻(gong)關鈉離🏃🏻♂️子(zi)電池的各(gè)項技術難(nan)題，并走上(shàng)産業化道(dào)路的？《大國(guó)之材》對話(huà)中科海鈉(na)創♍始人、執(zhí)行董事長(zhang)唐堃，聽他(tā)講述中科(ke)海鈉創業(ye)背後的故(gù)事。
01
萬(wan)事開頭難(nán)，新技術研(yán)發伊始難(nan)免伴随着(zhe)一些質🌐疑(yí)的聲🤩音。
十(shi)多年前，國(guó)内所研發(fa)的鈉離子(zi)電池能量(liang)密度低，研(yán)🎯究領域相(xiang)😘對小衆。“是(shì)否有必要(yào)投入大量(liang)經費和🔞人(rén)力去研發(fā)鈉離子電(dian)池🌐？”這是當(dang)時胡勇勝(shèng)等衆多鈉(nà)離子電池(chí)技術研發(fā)人員聽到(dào)多的㊙️聲音(yin)。
如果不能(néng)一帆風順(shùn)，那便隻能(neng)風雨兼程(chéng)。陳立泉院(yuan)🈲士課題⛹🏻♀️組(zu)🧑🏾🤝🧑🏼前瞻性地(di)看到，也堅(jiān)定地認可(ke)鈉離子電(dian)池未來在(zai)😘規模儲能(neng)、交通領域(yù)等市場中(zhōng)的需求空(kong)💔間，加之中(zhong)科院物理(li)所給予的(de)✂️充裕的科(kē)研經費，研(yan)究團隊便(bian)🏃🏻開始心無(wu)旁骛地鑽(zuan)研。
曆時5年(nian)，胡勇勝團(tuán)隊研發出(chu)成本低廉(lian)的鈉銅鐵(tie)錳氧化物(wù)和無煙煤(mei)基軟碳的(de)鈉離子電(diàn)池正、負極(jí)材料，并申(shen)請了專利(li)。鈉離子電(diàn)池能量密(mì)度也已經(jing)實現了110Wh/Kg，電(diàn)池循環也(ye)能達到上(shang)千次。課題(tí)組的成果(guo)逐漸嶄露(lù)初✨産品形(xing)态。
“彼時，國(guo)家提出‘大(dà)衆創業、萬(wan)衆創新’，科(kē)研界的意(yì)識🐪逐漸☎️出(chū)現了轉向(xiang)。國家開始(shǐ)強調不再(zài)以發文章(zhāng)為核心🔅導(dao)向，而是開(kāi)始思考♌如(ru)何将科研(yan)成果産業(ye)化。”唐堃告(gào)訴《大國之(zhi)材》。除此之(zhī)外，在2015年底(dǐ)至2016年初，碳(tan)酸锂的價(jia)格🙇🏻恰巧次(ci)大漲。市場(chang)傳遞出的(de)這一信号(hào)，激起了業(ye)界對新型(xíng)電池💔戰略(luè)儲📱備的熱(rè)議。
市場、政(zhèng)策雙驅動(dong)之下，科研(yan)團隊順勢(shì)而為地創(chuang)設💃了中🔞科(kē)海鈉。“複盤(pán)看來，雖然(rán)中間有些(xie)波折，但我(wǒ)們‼️的産業(ye)化之路還(hái)算是比較(jiao)順利的。”唐(táng)堃說。
02
“我們的主(zhǔ)賽道很明(míng)确，就是專(zhuān)攻鉛酸替(tì)代市場和(he)規模💃🏻儲能(néng)應用市場(chǎng)。兩輪車用(yòng)鈉離子電(diàn)池産品已(yi)經經過多(duo)輪測試驗(yàn)💃🏻證，今♊年♻️會(hui)有批量的(de)訂單。針對(dui)規模儲能(neng)應用的電(dian)芯即将定(ding)🧑🏾🤝🧑🏼型。”唐堃表(biǎo)示。
鈉離子(zi)電池是理(li)想的鉛酸(suan)替代産品(pǐn)。矢磨杵成(cheng)針之志，目(mù)前中科海(hai)鈉研發的(de)鈉離子電(dian)池電芯能(néng)量密度已(yi)達到145Wh/kg，是🔞鉛(qian)酸電池🧑🏽🤝🧑🏻的(de)3倍以上；循(xún)環壽命達(da)4000次以上，而(er)一般鉛酸(suan)蓄電❄️池的(de)充放電次(cì)數僅為500-600次(ci)。不💚僅如此(ci)，鈉離子電(diàn)池還是一(yī)種清潔環(huán)保新能源(yuán)，而鉛酸電(diàn)池在🌈生産(chan)過程中及(ji)回收處理(li)中都極易(yi)造成環境(jìng)污染。
據Global Market Insights公(gōng)布的數據(jù)顯示，2019年全(quán)球鉛酸蓄(xu)電池市場(chǎng)規模達🐆578億(yi)美元，同比(bǐ)增長6.8%。若實(shi)現了大規(gui)模替代，鈉(na)離子電池(chí)在全球的(de)鉛酸替代(dài)市場規模(mo)将達到數(shu)百億美元(yuán)。
除鉛酸替(tì)代市場，儲(chu)能是中科(kē)海鈉的另(lìng)一個主攻(gong)賽道。
這意味着(zhe)，锂價每上(shang)漲10萬對應(ying)其锂材料(liào)成本占比(bi)分别漲📱1.6%、2%。由(yóu)🈲此可見，儲(chǔ)能市場對(duì)原材料價(jià)格、成本變(bian)動的✊敏感(gan)度高🌂。不僅(jin)如此，儲能(neng)市場還需(xu)要細算到(dao)度電儲能(néng)成本。
從長(zhǎng)遠看來，儲(chǔ)能市場亟(jí)需锂電池(chi)的平價替(tì)代品。鈉離(li)子電池則(ze)是高性價(jià)比的锂電(diàn)池替代品(pǐn)。其主原材(cai)料避免使(shi)用貴🐆金屬(shu)，主要為價(jià)格相對低(dī)廉的鈉、鐵(tie)、錳，正好符(fu)💜合儲能的(de)低成本需(xū)求。
“鈉離子(zi)電池是锂(li)電池的有(yǒu)益補充、面(miàn)對的是增(zeng)量市場，二(èr)者不是競(jing)争關系。如(rú)果是400公裡(li)續航裡程(chéng)以内的電(diàn)動汽車，鈉(na)離子電🈲池(chi)也是可以(yi)勝任的。但(dan)是坦率地(di)說，我們目(mù)前對大範(fàn)圍💘進入新(xin)能源汽車(che)市場還沒(méi)有做好完(wan)全的準備(bei)。”唐堃告訴(su)《大國之材(cái)》。
相對而言(yán)，雖然消費(fèi)者對新能(neng)源汽車産(chan)品價格變(bian)動㊙️的敏感(gan)度高，但是(shi)普遍能夠(gòu)接受一定(ding)範圍内的(de)漲價。二者(zhe)💞相比較之(zhi)下，儲能市(shi)場更加迫(po)切地需要(yao)低成本、高(gāo)性能、安全(quán)性高的锂(li)電池替代(dài)品。
中科海(hǎi)鈉目前采(cai)用的策略(luè)是盡可能(néng)地減少、甚(shèn)至是避免(mian)使用貴金(jin)屬。唐堃表(biǎo)示，中科海(hǎi)鈉的原材(cai)料成本與(yu)锂電池始(shǐ)終☁️有20%-30%的❓價(jià)格差，這對(dui)儲能市場(chang)來說是非(fei)🧑🏾🤝🧑🏼常重要的(de)。
唐堃告訴(sù)《大國之材(cai)》，預計在今(jīn)年4月份左(zuo)右，中科海(hǎi)鈉在📧山西(xī)太㊙️原的鈉(na)離子電池(chí)正負極材(cai)料将實現(xian)千噸級量(liàng)産。該⭐項目(mu)🐇早在2021年已(yǐ)布局，是中(zhōng)科海鈉與(yu)華陽新❄️材(cai)料科技集(ji)團有限公(gong)司合作共(gòng)同建立的(de)。
真正實(shi)現低成本(ben)的關鍵在(zài)于打通産(chǎn)業鍊
國家(jiā)發改委、國(guo)家能源局(jú)印發的《“十(shí)四五”新型(xing)儲能發展(zhǎn)實施方案(àn)》指出，要研(yan)究開展鈉(na)離子電池(chi)、固态锂離(li)子電池等(děng)新一代高(gāo)能量密度(dù)儲能技術(shu)試點示範(fàn)。到🌈2025年，新型(xíng)儲能由商(shang)業化初期(qi)步入規模(mo)化發⭐展階(jie)段，具備大(dà)規模商業(ye)化應🥵用條(tiáo)件。
唐堃表(biao)示，這說明(ming)發展鈉離(lí)子電池已(yǐ)成為共識(shí)。方🚶案隻是(shì)👣一⭐個起步(bù)，相信未來(lái)會推出越(yue)來越多的(de)支持政策(ce)。
“我們有信(xìn)心把這個(gè)技術發展(zhǎn)壯大，而且(qiě)鈉離子電(diàn)🌈池商業化(huà)也隻能在(zai)中國實現(xiàn)。”唐堃告訴(su)《大國之材(cai)》，無論是技(ji)術研發還(hái)是産業化(hua)進展，國内(nei)都處于領(lǐng)先地位。雖(suī)然國外高(gao)校或者企(qǐ)🏃🏻業擁有一(yi)些材料體(ti)系的⭐專利(li)，但是由于(yú)缺少完備(bei)🈲的供應鍊(lian)體系配套(tao)，國外企業(ye)尚未達到(dao)産業化條(tiáo)件。
雖然國(guo)内鈉離子(zǐ)電池相關(guan)的多項進(jìn)展已走在(zài)前沿，但仍(reng)然♈不夠成(cheng)熟。據了解(jie)，目前鈉離(li)子電池材(cái)料體系的(de)更換，在具(ju)體應用中(zhong)對電機、電(diàn)控BMS電池系(xì)統等提出(chu)了新要求(qiú)。針對這一(yi)現狀，中科(kē)海鈉正牽(qiān)頭制定相(xiàng)應的标準(zhun)。“我們呼籲(yu)國家加速(su)相關标準(zhun)的認證，解(jiě)決現存的(de)發展體🌍系(xì)問題。鈉離(li)🍓子電池的(de)整體體系(xì)與锂電池(chí)十分相似(sì)，因此标準(zhǔn)制定路🧑🏽🤝🧑🏻徑(jìng)應該會偏(piān)向于锂電(dian)池。”唐堃⁉️表(biǎo)示。
除了标(biao)準問題外(wai)，鈉離子電(dian)池還存在(zai)産業鍊規(guī)模🛀不足以(yǐ)真正實現(xiàn)低成本的(de)問題。唐堃(kūn)告訴《大國(guo)之材》，目前(qian)的成本計(jì)算還是理(lǐ)論層面的(de)計算。隻有(yǒu)達到規模(mó)💚化的需求(qiu)量，才💃能真(zhen)正地實現(xiàn)低成本。的(de)解決辦法(fa)就是打通(tong)産業鍊，聯(lian)合上中下(xia)遊各個環(huan)節的企業(ye)共同合作(zuo)。
中(zhōng)科海鈉重(zhong)視底層材(cái)料電化學(xué)體系的技(jì)術開發和(he)👈科研創☎️新(xin)，但是在電(dian)芯生産應(ying)用、儲能系(xì)統開發🌈等(deng)場景，中科(ke)海☁️鈉始終(zhong)抱有開放(fàng)合作的态(tai)度，尋求合(hé)作夥伴，共(gong)同開發、生(shēng)⚽産更加🌏優(yōu)質的鈉離(li)子電池産(chan)品。唐堃表示(shi)。
個人簡介(jiè)
唐堃
北京(jing)中科海鈉(nà)科技有限(xiàn)責任公司(si)創始人，執(zhí)行董事長(zhǎng)，工程師。博(bo)士畢業于(yu)中國科學(xue)院物理研(yán)究所。曾在(zai)德國🤞馬克(kè)斯普朗克(kè)👄固體研究(jiū)所Maier教授組(zu)做訪問學(xue)者，曾任國(guo)🔴家能源投(tou)資集團北(bei)京低碳清(qīng)潔能源研(yán)究院電池(chi)材料部門(mén)經理。長期(qi)從事🌈锂/鈉(nà)離子電池(chí)，能量存儲(chu)與能量轉(zhuan)化等方面(mian)研🧑🏾🤝🧑🏼究。目前(qian)已在📧國際(jì)重要學術(shù)期刊發表(biao)論文30餘篇(pian)，申請國際(ji)專利一項(xiang)，中國專利(lì)四十餘項(xiàng)。目前緻力(lì)于高性能(neng)低成本鈉(nà)離子電池(chí)産業💔化推(tuī)進。
北(bei)京中科海(hǎi)鈉科技有(you)限責任公(gong)司是一家(jia)專注于新(xin)☔一代電化(hua)學體系——鈉(na)離子電池(chi)研發與生(sheng)産的高新(xīn)技術型企(qi)業。公司技(jì)術源自中(zhōng)國科學院(yuan)物理所💃，現(xiàn)擁有⛱️以中(zhong)國科學院(yuan)😍物理研究(jiū)所陳立泉(quán)院士，胡勇(yǒng)勝研究員(yuan)為技術帶(dai)頭人的研(yan)發團隊。同(tong)時也是🤩國(guo)際少有擁(yōng)有鈉離子(zi)電池底層(céng)核心專利(lì)與技術的(de)電池企業(ye)之一。公司(sī)聚焦鈉離(li)子電池核(he)心材料，以(yǐ)及高性價(jià)比、長👄壽命(ming)、高安全、高(gao)能量密度(du)的鈉離子(zi)電池産品(pin)，潛在應㊙️用(yong)覆蓋低速(su)電動，以及(jí)儲能領域(yu)豐富多樣(yàng)的應用場(chǎng)景。