近两年，随着锂电池原材料碳酸锂价格持续飙升、锂资源争夺战升级，很多企业为了控制产品成本和利润，不得不开始寻求其他出路。对比之下，钠离子电池因资源丰富、成本更优，吸引了广泛产学研单位和企业加码布局。
7月14日，第二届钠离子电池产业链与标准发展论坛上，江苏海基新能源股份有限公司总经理、总工程师葛科向北极星储能网表示：钠离子电池短时间内无法取代锂离子电池，钠离子电池的目标是抢占铅酸电池市场！
01 锂电池为何热衷跨界钠电池？
在论坛上，多位专家分享行业发展趋势提到，目前从事钠离子电池相关企业已超过150多家，其中大部分是从锂电池行业跨界而来。葛科认为，其背后原因体现在几个方面。
第一，钠电池和锂电池其实有很多相似之处，在技术研发来说，钠电池的一些工艺流程、控制方法，确实跟锂电池非常类似。
第二，在开发过程中，发现两者并不矛盾甚至是相辅相成的关系。从性能来看，钠电池在宽温性能比较好、能量密度等方面表现出色，例如目前海基新能源开发的钠电池宽温性非常好，零下40度在0.5C或1C的充放倍率条件下，钠离子电池深度放电可以做到90%左右，最难得的是钠离子电池在零下20度仍然可以充电，而锂电池无法与之媲美。“所以我觉得未来钠电池一定在市场应用中有一席之地，而且是增量很大的市场机遇。”
第三，当下电力储能领域所采用的电芯以方形锂电池为主，这类电池产线兼容性和灵活性比较差，然而产品每年更新迭代速度却尤为迅猛。“基本上一两年就会发生规格或型号迭代，前期的一些产线就需要大改造，否则只能闲置或淘汰报废，产能产线的高额投资将造成浪费。”
葛科表示，企业开发钠离子电池可以将锂电池淘汰的设备重新利用起来，大大降低了钠电池产能设备投资购置成本。
钠电池的一些生产工艺、电池材料结构细节等跟锂电池仍有明显的差别，完全把锂电池工艺套用到钠电池是行不通的，比如涂布、化成等等，还需要时间去沉淀去摸索。
02 多重技术路线如何抉择？
据了解，目前钠离子电池主要存在三个正极材料体系，分别是层状氧化物、聚阴离子、普鲁士蓝或普鲁士白。
“钠离子电池的商业化主要取决于正极材料进步程度，”葛科说，“目前钠离子电池的正极材料还是会面临一些问题，无论对于产业界还是学术界来说，材料的升级改造还有很长的一段路要走。”
首先，普鲁士蓝或普鲁士白含有氰化物，氰化物属于剧毒物质，若选用这类材料做钠离子电池、则后期生产过程中的环保代价将会非常高，管理不慎可能引起大面积中毒。而且，葛科进一步指出，普鲁士蓝对应的材料体系中还含有结晶水，对于电池整体性能和生产制造也存在不利影响。
其次，层状氧化物正极材料也分为几条技术路线，P2型层状氧化物难点在于高电压稳定性差。据了解，由于目前产业不成熟、原材料生产工艺标准不统一，导致产品规格或质量差异较大，而这类材料内部的一点点问题都可能在钠离子电池充电过程中被放大，导致电池内部材料结构被破坏，继而令电池容量迅速衰减。海基新能源目前也在探索开发P2型层状氧化物结构，希望解决这类问题推进产业化进程。
目前相对成熟的技术路线，是海基新能源选择的O3型层状氧化物，葛科表示：O3型层状氧化物吨级的量产产线，就非常有望推动钠离子电池成本下降。
但尽管前期大家普遍看好钠离子电池的各类优势，但钠离子电池目前仍然无法用于市场增速最快的电力储能，最大障碍就在于其能量密度的制约，据葛科介绍，目前钠离子电池的能量密度可能只有磷酸铁锂电池的60%~70%，甚至更低的只有30%。
而且在当前现有材料体系条件下，钠离子电池的循环寿命较锂电池也有明显差距。
“取代锂电是不太可能的，至少在短期内是不可能的，”葛科说，“若想实现在电力储能的应用，更多还是要看聚阴离子材料的技术突破。
聚阴离子材料体系的钠离子电池的循环寿命确实比较长，但目前这种材料合成技术和生产工艺仍然存在诸多难点。
尽管目前聚阴离子中试实验室级别的材料厂商都很少，但此前在电力储能市场有着丰富实战经验的海基新能源，已经在持续跟进这类技术的研发。“一旦聚阴离子材料制备可以像当前磷酸铁锂合成一样容易，那么钠电池进入大型电力储能将指日可待。”
海基新能源自两年前开始从事钠离子电池的研发工作，从原材料的开发、到样品中试，已经基本解决了生产工艺中遇到的各类问题。
而且海基新能源背后的母公司百川股份，在材料研发方面可以提供专业而快速的支持，令海基新能源在钠电池材料方面可以做到透明开放特性开发，完全按照海基新能源的设计定制化逆向开发，进一步加快了企业在钠电池的产业化进程。
03 扬长避短，找准商业化路径
尽管钠电池循环寿命不是很长，能量密度也不是特别高，但海基新能源在市场开拓方面也是领先一步，已经跟一些实际客户、实际的应用场景有了深入探索和经验积累。
今年2月1日，海基新能源正式推出了25Ah和100Ah两款方形钠离子电池产品。
其中的25Ah电芯，海基新能源主要推向了包括两轮电动车、雪橇车在内的电动车主机厂。
很多跨界而来的企业很难得到丰富的实践经验，葛科表示，海基新能源通过与客户合作发现，钠电池在管理上与锂电池存在明显差异，而且实验室的理论数据和实际应用端差异非常大。而经过深入探讨客户对钠电池的SOC和电量控制逻辑使用习惯等等，海基的钠电池性能得到了更好的发挥。
“今年上半年我们送样已经顺利通过了客户端测试，只待量产。”
第二步，海基新能源的另一款钠电池——100Ah的电芯，则主要面向通信基站、叉车、户用储能等市场。其中通信基站方面，海基新能源已经与相关运营商达成合作意向，争取今年下半年实现钠离子电池在基站的示范运营。此外，在叉车领域海基也有意向合作单位，即将在下半年实现推广应用。
相较于业内很多企业，海基是脚踏实地已经走在了前列。目前，初步规划已有2GWh的钠离子电池产能，预计2024年第二季度将实现初步量产，未来还将基于市场的应用端反馈再制定下一步的业务拓展计划。
在本次第二届钠离子电池产业链与发展论坛，海基新能源还入选全国首批钠离子电池测评通过单位，同时获评2023年钠离子电池十大创新企业。
04 钠电池的目标是取代铅酸电池
“钠离子电池究竟能不能在市场上大规模推广应用，最终还是取决于成本。”这是葛科的心声，也是业内普遍反馈的观点。
“我们判断取代铅酸电池肯定没问题。”葛科认为，未来两三年内，当钠电池整个产业链跟当下的锂电池一样成熟，那么钠电池成本就能够逼近铅酸电池，届时钠电池将至少可以取代50%以上铅酸电池市场份额。
葛科向北极星储能网表示，现在目前一些头部品牌铅酸电池市场价格应该在0.6元/Wh左右，而制造成本即BOM成本大概在0.4元/Wh左右。而据其测算，在正常情况下，钠电池电解液大概2万元/吨，正极材料成本大概可以做到5万元/吨以内，这样钠电池的BOM成本可以做到4毛多，对于铅酸电池来说已经是非常具有竞争力的水平。
铅酸电池的明显缺点是充放电速率比较慢、大概要六七个小时，尽管后期升级版本铅炭电池改善了快充性能、缩短至三四个小时内充满，但循环寿命并没有得到明显改善。因而在葛科看来，铅炭电池的改善提升空间不大。因此，他坚信：钠离子电池性能完全可以覆盖铅酸电池市场。
