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主持人：下面一个报告是来自维科技术股份有限公司孙姗姗总监为我们分享《维科钠离子电池生态布局及开发进展》。
孙姗姗：感谢赵老师的介绍，感谢主办方的邀请，我是来自维科技术的孙姗姗，今天给大家分享地是钠离子电池产业化的进展及挑战。
首先介绍一下新能源产业现状，主要跟钠和锂的资源相关。新能源发展一定是蓬勃向上的，装机量括储能和电动车装机量的快速上涨一定会让大家对资源的安全性有很重要的关注。首先锂在地壳中的含量比较少，它在全球的分布是不均匀的，中国大概有70%是要进口的，这个时候就很容易被卡脖子。在这个大的背景下，碳酸钠作为一个大化工产品，它的含量是不用担心的。而且碳酸锂的价格很容易波动，因为它有很多其他的因素在里面。价格的波动对整个产业链的发展是非常不利的，因为它有太多的非技术的因素，会导致产业链的发展受限。
在这个情况下，碳酸钠尤其三友集团这种大型化工企业的介入，碳酸钠作为一种大化工的产品，一定可以持续降价的。所以在这个大的背景下，钠离子电池的发展就非常有必要。这是钠电的基本原理，跟锂电比较类似，也是离子在正负极材料当中的嵌入脱出。但是也有不同，最大的区别还是正负极材料跟电解液。在性能上的区别主要是钠电有一些特定的优势，比如它的倍率和低温性能比较好，安全性能比较好，可以零电存储和运输，因为它可以钠过放。它还是有特定的应用场景，下面就是钠电池应用的场景，它与磷酸铁锂很多重叠的空间，包括在基站电源、低速二轮车、家用储能、商用储能、大储以及AB方面解决的乘用车方面，都有它的一席之地，可以去替代部分的磷酸铁锂。
对于钠电池来讲，我们觉得钠电长期大规模量产之后的成本一定会跟碳酸锂在十万左右铁锂的成本是比较相当的。碳酸锂从去年接近60万，到现在年初跌到15万以下，现在维持在30万左右的水平。当然它要回到两年前5万的价格水平肯定是比较难的，应该还有下降的空间，但是回到10万左右应该也是有一定难度。从成本上来推断，钠电池的空间还是比较广阔的。
这是钠电池常规的三条路线，大家也都比较熟悉了。现在很难讲钠电池将来会哪种路线占主流，目前来讲走的最快的还是层状氧化物的体系，因为它的性能还是比较优异的，包括压实、克容，比较能满足现在量产的需求。但是对于聚阴离子和普鲁士蓝它也有它特定的优势。像聚阴离子的稳定性特别的好，普鲁士蓝的能量密度比较高，未来也有可能是三种路线长期并存。但是目前来讲层状氧化物肯定是走在前面，维科目前也是以层状氧化物作为主要的产品研发方向。像聚阴离子、普鲁士蓝我们也有在布局，做一些技术储备。
这是我们钠电开发的技术背景。我们2019年就跟上海交大的马老师建立了合作，做一些钠电电芯开发。后面也有投资包括项目的合作，包括聚阴离子的开发，我们一直在持续合作当中。
在这个大的技术背景下，我们有几款产品量产推出。今年6月份已经推出产品送样。第一款是圆柱钠电，33140这个型号。这个型号特别适合低速交通工具，二轮、三轮，它的单体在10安时左右，两并三并比较符合低速二轮车的需求。这个是在宁波基地量产，一期规模产能是0.3GWh。下面是我们的方壳钠电，钠电还有一个很重要的应用就是大规模的储能，无论是家储还是工商储或者大储，对成本的需求，因为它有回收的周期，经济性要去计算，所以我们也开发了这样一个方型铝壳的钠电池，单体75Ah。这个是在南昌基地，一期有2GWh的规划。这是5月底的投产仪式。一期投产，二期也同步的开工。
这是钠电软包，维科最擅长的还是做软包，最早从2004年开始做消费类电池，一直就是做软包形态。在去年年底，在东莞产线做了一批软包，主要还是往二轮车推广，这是我们当时的产品形态。因为软包比较灵活，所以它可以定制开发。
下面介绍一下钠电的性能，因为钠电的特性，常规性能跟锂电相当，我把优于锂电的特性拿出来讲一下。高低温性能，这款电芯负40度放电容量保持率仍然可以做到85%，因为钠电的低温性能特别好，所以我们还是测试了一下负10度环境当中的循环性能。性能确实衰减比较大，但是比锂电好很多，因为电芯没有进行低温电解液的开发或者低温体系的优化，就是常规的钠电做了低温性能的测试，发现它在负10度进行充放，容量保持率也还可以，这个特性特别适合我们北方或者说冬天的一些场景。
下面是钠电的零点搁置性能，因为钠电可以耐过放，也是因为钠原子半径比较特殊，跟锂还是有不同，它不会跟集流体，包括硬碳的成膜机理还是不太一样。从原理上来讲它是可以耐过放的，这个我们也做了耐过放的测试，我们把它放到零电搁置了45天去测它的容量恢复。大家都知道锂电如果说过放到零电的时候，电芯已经破坏了，但是对于钠电来讲它的性能还能恢复，虽然有损失，但是这个损失是可以接受的。从这个方面也验证了钠电的耐过放性能还有安全性能。
从去年年中开始，把钠电作为我们公司最重要的项目来开发，也遇到了一些技术挑战。钠电池在正极、负极、电解液包括系统集成方面还是就一些问题的，它的快速应用还是需要一定的时间。我们想推钠电的应用，只有把这个短板克服了之后，它才可以走的更快，所以把这个缺点拿出来跟大家讲一下。
正极方面，像层状氧化物的包括残碱、高压稳定性、成本是限制我们产业化最大的点。
负极，大家知道钠电的负极用硬碳或者软碳，来源很大一部分是生物质材料，一致性、加工性包括成本，这个成本不仅是材料的成本，还有生产过程当中的成本，包括酸洗的工艺、酸洗的程度，对它的成本或多或少都有很大的影响。
电解液，钠电电解液跟锂电还是不太一样的，它的一些添加剂包括机理还是不一样的个。
电芯，虽然它可以用锂电的产线，但是有一些工艺是不一样它的一致性包括制造成本，因为像层状氧化物，大家知道残碱比较高，它对湿度的管控比锂电严格很多。
电芯在应用的时候，它的一些系统集成，钠电的放电曲线像层状氧化物跟锂电不一样，上下限的电压特别的宽，这个时候对于终端是非常不利的。无论是现有的锂电的三电体系还是储能的要求，包括它的一些功率器件的要求都是不一样的，所以这块在钠电的推广应用当中，也是要去解决的问题。
具体来讲，钠电产业化最重要的短板还是在负极，硬碳跟石墨是完全不一样的。首先它的前驱体的来源，最重要的是它的机理硬碳的成膜机理或者牵拉机理到现在不是特别明确，可能开发硬碳就会存在一些问题，到底按哪个机理来设计。
目前商业化的硬碳更多的还是用生物质的，那它的来源、它的一致性就很难把控，所以做成终端能应用的材料的一致性就会比较难。
它在低压段的容量还是占比比较大的，在0V左右的时候，在全电线上的表现就特别容易在吸钠或者嵌钠的状态发生交替。
硬碳的扣电首效比较好，全电测出来首效还是比较低的，超过90%的很少，基本上没有，在85%到88%之间，整体跟锂电相比这个首效还是比较低的，这点也会限制它的应用。
所以我觉得，整个钠电的发展，负极这块是很大的一个短板，可能需要我们包括材料端，包括电芯端共同的去克服改进。
因为锂电也有三元有铁锂，有锰酸锂，钴酸锂，钠电的层样化合物其实就是跟三元非常类似，如果这个产线是三元的，对湿度的控制是可以的，锂电的产线是完全可以平移到钠电的。但是对于像锰酸锂或者我们之前的钴酸锂，包括部分铁锂，产线对湿度的控制不是特别好，这个时候就非常容易发生凝胶。PVDF在碱性环境下会脱去氢氟酸，会脱去胶连，是没办法做涂布的。这个时候就需要对浆料进行改进，包括采用酸性添加剂，或者新型粘结剂，包括低湿环境，这些也能克服，但是需要时间去摸索去改善地正极残碱大对电极影响还是比较大的。
另外是电芯层面，电芯也是一个系统，从正极、负极、电解液包括辅材各方面都是一个比较综合的。电解液体系有很多机理还是不太成熟，包括关键材料的匹配。现在用的很多材料没有完全的定型，对电芯的变数影响就比较多，所以需要从材料、电解液以及整个电芯结构设计，包括各种体系去综合考虑，才能提升钠电的性能。
应用端的系统层面，因为钠电现在的出现，更多的是想去替代铅酸或者锂电，替代锂电的过程当中，钠电的充放电曲线特性就决定了它就像这个低压段，无论是对铁锂也好、三元也好，这个电压还是有点偏低了。如果说整车或者电芯下游不愿意做一些变动的话，这段的容量是用不了的。本身钠电的能量密度就低，这段用不了的话能量密度就更低了。这个时候就需要下游做一些改动，看怎么来改变这个问题。
右边的曲线是层状氧化物的，层状氧化物做成的钠电电芯电压会有一个突变，不是一个很平滑的曲线，当然可以通过掺杂或者包覆减缓这个过程，但是它还是有一个电压突降的过程。电压突降对我们整个三电体系会有一个冲击，可能你的BMS算法，或者整个电流器件会有一些影响，这个也是它不利的地方。如果说把这些问题点都去克服的话，那它的推广肯定会更加的顺畅。
下面介绍一下我们公司。公司总部大楼在宁波，98年A股上市，最开始是做纺织的。维科就是来自于先维科技，04年做的锂电池，主要做3C消费类的电池。中间是东莞的厂房，因为3C在东莞比较集中，所以后来我们做了资源整合，把产线搬到了东莞。维科电池是我们04年去做消费类电芯的地方。我们有三个工厂地方，东莞、宁波、南昌。
这是公司产品的应用，主要还是集中在3C消费类以及小动力储能的领域。这是公司在其他方向上的布局，消费类的电芯还是追求高的体积能量密度，所以我们在开发硅负极。我们更多的是去开发一些能够产业化的应用，也希望跟科研院所、高校建立一些合作，共同开发这样一个高体积能量密度的电芯。
后面是固态电池的开发，当然我们做的技术不是那么高大上的，是想推产业化的。今天我听了一天的报告，感觉我们在固态这个方向很多老师做的还是非常好的，如果有机会我们也可以把技术进行产业化的转化。
这是我的报告，谢谢。
以上来自于现场速记，未经原作者审核，难免有笔误，请以现场报告为准！
2023年7月10-12日，锂电前沿，钠电材料主办的“2023年第三届中国固态电池技术创新与产业化应用研讨会暨钠电技术创新与产业化高峰论坛”在苏州香格里拉酒店顺利召开并圆满闭幕。与会嘉宾超过800人，参会单位超过450家，布展单位超过40家，锂电前沿，钠电材料举办此次会议议题紧贴固态电池，钠离子电池企业实际需求，引发市场关注，受到专家及参会者广泛好评。
