电动汽车迎来"钠时代"

1月5日，中科海钠科技有限责任公司(以下简称中科海钠)发布消息称，中科海钠与江淮汽车集团旗下新能源汽车品牌——江淮钇为联合推出的纯电车型“花仙子钠电版”正式向用户批量交付。该款车型续航里程为252公里，搭载的钠离子圆柱电芯由中科海钠供应，售价5.99万元起。

此前，孚能科技发布消息称，孚能科技与江铃集团新能源汽车合作的钠离子电池纯电A00级车型——江铃易至EV3(青春版)下线，续航里程251公里，售价5.28万元起，可满足年轻一代日常上班代步、跨城出行等多样性场景需求。

更早些时候，奇瑞汽车与宁德时代合作的奇瑞QQ冰淇淋宣布上市，起售价3万元。为什么3万元就可以买辆电动汽车?关键在于搭载的钠离子电池。

种种迹象表明，电动汽车正在迎来“钠时代”。

2022年，中金公司发布的研究报告预计，中国锂供给将在2030年之前出现“硬”缺口，发展钠离子电池是资源约束下的较优解法。

“钠离子电池平均电耗比磷酸铁锂低，成本能减少10%~30%，并在低温性能上有较大优势。在未来的新能源电动汽车市场上，钠电版的车型将在三四线城市占据一席之地。”中科海钠执行董事长唐堃告诉《中国科学报》，“钠离子电池的应用不仅限于车，还包括储能电站等。”

吐故“钠”新，分庭抗“锂”?

1月11日，中国汽车工业协会(以下简称中汽协)发布的2023年12月及全年汽车产销数据显示，2023年，我国新能源汽车继续保持快速增长，市场占有率达31.6%，连续9年位居全球第一。中汽协预计，2024年我国新能源汽车销量将达1150万辆。

2023年12月28日，小米首款汽车小米SU7正式亮相。此前，工业和信息化部发布的《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》公告显示，小米SU7低配版本搭载73.6千瓦时弗迪的磷酸铁锂电池，续航可达668公里;小米SU7高配版本搭载101千瓦时宁德时代的三元锂电池，续航可达800公里。

据了解，当前新能源汽车主流的动力电池有磷酸铁锂电池和三元锂电池，但这几年锂的价格波动频繁。市场统计数据显示，作为电池原料的碳酸锂价格从2021年8月前的10万元/吨涨至2022年末约60万元/吨，到2023年末又跌回约10万元/吨。

价格猛涨的背后是不容忽视的锂资源快速稀缺的现实。全球锂资源面临分布不均匀、可开采储量有限的局面。国际能源署曾在2022年预测，若依靠现有在建的锂矿生产项目，全球2030年将面临近50%的需求缺口。

美国地质勘探局此前的统计数据显示，全球22.3%的锂矿分布在澳大利亚、52.7%的锂矿分布在阿根廷和智利，而中国的锂矿资源仅占全球的7.1%。

与其受控于人，不如另辟蹊径。近年来，钠离子电池因原料成本低、资源分布广泛、获取方便等因素，备受市场关注。

“作为钠离子电池的原料，一吨碳酸钠的价格是2000元，比碳酸锂最低价还要便宜很多。”唐堃介绍，与磷酸铁锂电池相比，钠电池在零下20摄氏度的低温环境下，电容量保持率可达92%，降低了冬季续航的衰减。此外，钠离子电池充电15分钟可补能至80%，充电速度与磷酸铁锂电池相比要快得多。

中金公司发布的研究报告称，钠离子电池在低温、安全、快充等性能指标上的表现优于锂离子电池，而能量密度、循环寿命等仍有提升空间，但考虑到钠的材料来源丰富，长期来看有望分庭抗“锂”。

那么，钠离子电池能否替代锂离子电池，在新能源汽车市场占有一席之地呢?

“总要有第一个吃螃蟹的人”

回溯至20世纪末，钠离子电池的发展几乎跟锂离子电池同步，但研究发现钠离子电池的能量密度低，和锂电池相比需要更大的体积和重量，才能实现同样的储能效果。这使得钠离子电池在对能量密度要求较高的消费类电子市场遭遇冷落，导致其发展势头远不及锂离子电池。

从研究角度来看，由于钠离子电池一直没有特别合适的负极材料，一度被列入“冷门”研究领域。转机出现在2000年前后，加拿大达尔豪斯大学教授J. R. Dahn等人将硬碳用作钠离子电池负极，在当时接近锂离子电池中石墨负极材料的可逆循环比容量。随后，国内的团队开始研究钠离子电池。

中科海钠董事长、首席科学家胡勇胜2001年来到中国科学院物理研究所(以下简称物理所)攻读博士学位，师从中国工程院院士陈立泉。2009年，在导师的召唤下，胡勇胜从国外回到物理所，开始研究钠离子电池。

“如果失败了怎么办?”曾有人问过胡勇胜这样的问题。他的回答是，“总要有第一个吃螃蟹的人”。如果自己不做也会有别人做，放弃就可能错失一个机会。

2017年，中科海钠正式成立。

“当年，我们在走访物理所时了解到中科海钠这个项目，综合考虑了钠离子电池的技术优势，以及对未来大规模储能应用市场的判断，从发现项目到完成投资花了半年多时间。”中科创星创始合伙人米磊告诉《中国科学报》。

2018年，中科海钠完成首轮国科嘉和基金投资的天使轮融资。2020年，中科海钠宣布完成数千万元Pre-A轮融资，由中科创星和梧桐树资本领投。

不是取代，而是补充

中金公司发布的研究报告称，2021年以来，随着新技术成熟度的增加以及应用场景完善带来的市场需求提升，钠离子电池正处于突破低谷进入复苏爬升期的拐点。

米磊认为，当前钠离子电池企业应该通过持续研发和不断进行落地部署来加快产品成熟进度。比如，上游的原材料，中游的正负极、电解液等主要材料的规模和稳定性都不够，下游的电池企业产能也没有达到最具经济性的规模，整个供应链体系的效率还不太高。因此，伴随着产品性能的提升和产业链的成熟，钠离子电池的竞争力会越来越强。

如今，钠离子电池的发展颇为业内看好。“新能源车的市场很大，钠离子电池和锂离子电池还谈不上竞争，也不会完全取代锂离子电池。”唐堃告诉《中国科学报》，“由于钠电池的低温效能、循环性能优异，有望成为锂电池体系的重要补充。”

江淮钇为电池系统部专家也表示，在低温环境下，钠离子电池仍保持稳定性能，弥补了锂电池低温特性差导致冬季续航里程衰减的不足。此外，钠离子电导率更高，快充性能更强。

1月3日，《自然-能源》报道了胡勇胜团队与荷兰代尔夫特理工大学教授Marnix Wagemaker团队的合作成果——一款基于硬碳负极的快速充电钠离子电池，有望解决电动汽车和电网储能领域中的“充电焦虑”问题。

研究团队设计出一款能在9分钟内完成充放电，并实现3000次充放电循环的26700型圆柱电池。该研究成果预示着未来的电动车有望实现与燃油车加油时间相当甚至更短的充电时间，对加快钠离子电池在大规模储能及电动汽车领域的应用具有重大意义。

“尽管钠电池能量密度目前仍低于锂电池，但新研究正在快速提升能量密度，很快有望接近磷酸铁锂电池。”唐堃说。