在钠离子电池领域，华阳股份是比宁德时代更牛的存在

转载 作者：罗斯贝

再来谈谈钠离子电池的研发历程及产业化

上一篇文章简要介绍了目前钠离子电池的技术路线、以及在世界范围内钠离子电池的行业领军企业及他们各自的钠离子电池产业化进展。但看到一些股友将钠离子电池产业化的时间表和宁德时代的钠离子电池产业化的时间表划了等号，包括目前大部分卖方分析师的研报中也是简单的将宁德时代的钠离子电池研发进展、产业化进展作为了整个钠离子电池行业的研发进展、产业化进展。

但我认为这二者之间的差别是很大的，这篇文章再来对这个问题进行探讨。

1. 钠离子电池研发历程

其实钠离子电池是和锂离子电池在1970年代被同时提出的，但锂离子电池优异的性能让科学家纷纷放弃了对钠离子电池的研究，几乎全部投入了锂离子电池的研发浪潮中，锂离子电池也在过去50年获得了巨大的进步，尤其在1990年索尼实现了锂离子电池技术的商业化，使锂离子电池技术得到迅速发展，但同期关于钠离子电池的研究却相对停滞。

但从2010年开始，人们逐渐意识到锂资源是稀缺、且分布不均的，尤其在全球可再生能源革命的时代背景下，仅靠锂离子电池并不足够支撑人类完全迈入电动化、可再生化的能源之路。而钠离子电池的正负极材料均为地球储量丰富的资源，因此从2010年开始，钠离子电池逐渐迎来了他的研发热潮。而且由于借助了锂电池技术、锂电池材料的研究基础，钠离子电池在这10年内取得了非常快的进展。

可以说，近10年来钠离子电池的相关研究迎来了井喷式增长。图1是与钠离子电池技术相关的学术论文发表数量及专利数量（数据统计截止至2020年5月）。

图1 与钠离子电池技术相关的学术论文发表数量及专利数量（数据统计截止至2020年5月），其中绿柱为论文数量、蓝柱为专利数量

较早开始研发钠离子电池的团队主要集中高校和科研院所，包括麻省理工学院、卡内基梅隆大学、美国阿贡国家实验室、以及日本、欧洲的几所高校。对锂电池研发做出杰出贡献，并因此获得诺贝尔奖的德州大学奥斯汀分校的科学家John B. Goodenough及其团队也是最早投身钠离子电池研发的团队之一。

中国最早开展钠离子电池研发的机构是中科院物理所，由中国的锂电池鼻祖陈立泉院士以及胡勇胜领衔于2011年开始基于中科院物理所三十多年的锂离子电池研发基础开展对钠离子电池的研发。

同一时期，专注于研发钠离子电池技术、开发钠离子电池产品的公司也如约而至：

2011年全球首家专注钠离子电池工程化的公司Faradion在英国率先成立。

2012年专注于钠离子电池的法国公司Tiamat成立；同年，斯坦福的博士创办了美国第一家专注钠离子研发、生产的公司Natron。

2017年，依托中科院物理所钠离子电池技术的国内首家专注于钠离子电池开发与制造的企业中科海钠注册成立，胡勇胜为董事长兼CTO、陈立泉为首席顾问。

Faradion、Tiamat、Natron、中科海纳这四家公司也是目前全球最领先的钠离子技术及产品的研发公司。钠离子电池产业介绍的论文中基本上都会对这几家公司有所提及（例如图2、图3）。

图2 英国兰卡斯特大学、剑桥大学、Faradion钠离子电池公司等多个机构的科学家联合撰写的论文《2021年钠离子电池的路线图》

图3 摘自德国的IEK9电化学实验室2020年关于钠离子电池的综述论文

宁德时代从2015年开始组建钠离子电池的研发团队，并于今年7月推出了第一代钠离子电池产品。宁德时代的钠离子电池研发团队应该是由宁德时代研究院副院长黄起森博士领衔。黄博士2012年博士毕业于上海交通大学，研究方向为电化学材料，在电化学领域已经有所建树。

但黄博士在电化学领域的学术贡献以及国际知名度相比于中科院物理所的胡勇胜教授可以说是小巫见大巫。胡教授在Science、Nature Energy、Nature Mater等重要学术期刊上共合作发表论文200余篇，被引用26000余次，H-因子达82，连续6年入选汤森路透全球材料领域“高被引科学家”名录。合作申请60余项中国发明专利、5项国际发明专利、已授权40多项专利（包括美国、日本、欧盟等5项）。胡勇胜教授的研究成果可以说为推动钠离子电池的发展及产业化奠定了基础。

欧洲成为动力电池争霸的新战场

7月1日，远景科技集团旗下动力电池公司远景动力（即原“远景AESC”）与日产汽车共同宣布，远景动力将为日产汽车下一代电动汽车平台提供电池。同时，远景动力将在英国桑德兰市投资4.5亿英镑建设英国首座动力电池超级工厂（gigafactory），生产最新一代动力电池

宁德时代研究院的研发人员主要由一批相对年轻的博士队伍组成，实力很强。但是和中科院物理所这个拥有多位院士、众多电化学领域国内外知名专家的“国家队”还是没办法比的。宁德时代董事长曾总也是毕业于中科院物理所，师从刚才提到的中科海纳首席顾问-陈立泉院士。

此外，中科海纳关于钠离子电池的专利已经有近50项，而宁德时代目前关于钠离子电池的专利有20余项（钠离子电池专利保护更完善，具有专利门槛）。

因此，将中国钠离子电池的研发进展和宁德时代钠离子电池的研发进展划等号是完全不恰当的。

2.钠离子电池产业化进展

其实首个钠离子电池的产品早在2015年就被Faradion公司开发出来了，他们当时开发的钠离子电池的能量密度大约90Wh/KG，并成功将其应用在了电动自行车和电动滑板车上。其2021年的钠离子电池产品的能量密度已经做到了150Wh/KG,循环次数做到了2000-4000次。Faradion已经开始和相关公司在电力储能、两轮摩托车等领域开展其钠离子电池的应用合作，并已经在扩大其钠离子电池生产规模。

Tiamat、Natron公司也均有钠离子电池产品问世。Tiamat已经与Plastic Omnium集团签订了合同，针对混合动力汽车上钠离子电池应用进行大规模测试。

Natron也开发了针对数据中心的储能电池产品。

并且Natron官网介绍内容显示，他们正在扩大生产能力，2022年的产能将提高200倍。其官网介绍中也提到，产能能够迅速提高是因为钠离子电池的生产借助了现有的锂离子电池的生产设备、生产技术（下图）。

中国目前走在钠离子电池产业化最前沿的当属中科海纳。中科海钠于2018年完成了全球首辆钠离子电池低速电动车示范，2019年完成全球首座100kWh钠离子电池储能电站示范。2020年3月钠离子电池生产线的中试完成，2020年9月钠离子电池产品实现量产，当时的电芯产能30万只/月，海外订单第一期十万只，国内的联合开发产品出货量数万只。

2021年中科海纳和华阳股份开始深度合作，共同成立了生产钠离子电池正、负极的子公司，其中中科海纳占比55%，华阳股份占比45%，该钠离子电池正、负极材料公司由中科海纳胡勇胜教授任董事长。2021年6月中科海纳和华阳股份共同开发出了具有里程碑意义的1MVh钠离子电池储能系统，1MVh的储能系统已经具有产业化应用价值。目前，他们的钠离子电池已经可以做到145KW/h的能量密度，4500循环次数。

中科海纳和华阳股份合资成立的钠离子电池子公司正在建设2000吨正极、2000吨负极材料生产基地（大概0.8GWH的容量），2021年底投产，电池组装环节初期找锂离子电池PACK厂代工组装。因为中科海纳在2020年就已经有建立过一定规模的钠离子生产线，已经积累了较丰富的生产工艺经验。明年他们将形成钠离子电池、钠离子电池储能系统销售。中科海纳和华阳股份计划2023年扩产至10GW钠离子电池正、负极材料生产线，并建立自己的电池PACK厂。在国家和山西省的支持下打造钠离子电池产业园。此外，华阳和其母公司也通过梧桐嘉裕基金合计持有中科海纳19.5%左右的股份。

据介绍，2000吨的正极、2000吨的负极生产线达成后，他们的钠离子电池成本已经可以低于磷酸铁锂电池成本。中科海纳的唐堃之前接受采访时提到，“钠离子电池的高性价比，不能简单地理解为把电池中的锂换成钠，从而降低成本，锂元素仅占电池成本约8%，海钠的高性价比在于，我们在电池正极、负极、电解液到电池工艺整个体系都采取了降成本措施，并且具备完全自主知识产权的核心专利，凭借钠离子电池的底层基础研发经验和核心技术，才能做出高性价比的钠离子电池。”

宁德时代自2015年开始组建钠离子电池研发团队，并开始研发钠离子电池。今年宁德时代发布了他们第一代钠离子电池产品。宁德时代毫无疑问目前在动力锂电池领域是全球领军企业，但结合上文中对Faradion、Tiamat、Natron、中科海纳这四家公司的产品介绍，我们可以发现宁德时代在钠离子电池的产品开发及产业化方面的进度是慢于上文提到的四个公司的。

此外，宁德时代开发的钠离子电池目前能力密度可以达到160KW/h，并称几年后要做到200KW/h，此外还开发了AB电池系统解决方案。基于其产品的这几个特点，我们可以推测，宁德时代的钠离子电池瞄准的是目前宁德时代最主要的业务——动力电池。这个对于钠离子电池的应用来说，难度也是最大的。

相比之下，中科海纳/华阳、Faradion、Tiamat、Natron目前推出的产业化产品是针对电力储能、两轮电动车、低速电动车，这几个领域的市场规模也非常大，而且钠离子电池当前的性能指标十分适合这几个应用场景。

宁德时代在官网中也提到，在制造工艺方面，钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容，产线可进行快速切换，完成产能快速布局。

因此，虽然宁德时代宣布宁德时代已启动钠离子电池产业化布局，2023年将形成基本产业链。但实际上，中科海纳/华阳已经走在了中国钠离子电池产业化布局的前沿。

当然，宁德时代强大的电池制造能力和上下游供应联动能力一定会加速钠离子电池在中国的产业化进展。

但，将钠离子电池产业化的时间表或者中国的钠离子电池产业化的时间表，等同宁德时代钠离子电池产业化的时间表是很不恰当的。基于中科海纳/华阳的钠离子电池规模化生产线进度，明年我们就能在国内看到应用在新能源发电侧储能以及两轮电动车上的规模化钠离子电池商业产品了。