钠离子电池

 在去年由宁德时代引爆的钠离子电池投资热潮中，产业化进程最快的创业公司中科海钠最受关注。

  2017年2月成立的中科海钠是中科院物理所的科技成果转化项目，这也是中科院旗下的诸多“中科xx公司”系列公司之一，也是国内第一家专注于钠离子电池研发和生产的公司。

  中科海钠目前规划了2GWh的钠离子电芯的产线，目标是实现今年投产。这一计划实际上领先上市公司宁德时代的步伐。随着华为最近的投资加入，中科海钠的股东已经囊括了国科嘉合、中科创星、梧桐树资本、海松资本等多家知名机构，成为目前不接受财务投资机构的明星公司之一。

  根据中科海钠CEO唐堃的介绍，中科海钠的钠离子电池体积和重量不到同等容量的铅酸电池的三分之一，能量密度已达到145Wh/kg，是铅酸电池的3倍左右，循环寿命是铅酸电池的十倍，同时具备5-10分钟充电的快充能力。

  因此，钠离子电池定位是铅酸的价格、锂电的性能，比铅酸能量密度更高，比锂电池更安全，是高性价比电池体系，瞄准的是160Wh/kg以下应用场景，锁定铅酸替代及储能，提供更安全，更高倍率，更低成本的储能解决方案。

  为此，“新型储能资本”根据公开资料，对中科海钠的发展历史和现状，做一个简要的梳理和研究。

  锂电+钠电背景团队

  作为国内最早研究电池及其材料的科研机构，中科院物理所孵化了多个电池类项目。

  在中科海钠之前，2003年成立专注于两轮车的锂电池的星恒电源，其技术最早也是来自中科院物理所，通过管理团队一系列复杂操作，目前在股东名单中已经看不到中科院物理所的名字，但物理所研究员李泓的名字依然还在；2015年成立的固态锂电池公司卫蓝新能源和2021年成立的固态电解质公司杭州蓝固科技，其技术同样来自中科院物理所，目前中科院物理所依然是重要的直接或者间接股东。

  与上述三家锂电池公司不同的是，中科海钠做的是钠离子电池。根据其官网介绍，自2011年起，由中科院物理所胡勇胜研究员带领的研发团队，基于物理所三十多年对锂电池的研究积累，致力于研发低成本、安全环保、高性能钠离子电池技术。

  在2017年公司成立之时组建的团队中，中科物理所的陈立泉院士担任公司首席顾问，中科院物理所的胡勇胜、唐堃、李洪分别担任董事长和CEO、监事。后面三人均为陈立泉的学生。

  虽然其中唐堃曾任国家能源投资集团北京低碳清洁能源研究院电池材料部门经理，但其此前工作也是以研发为主，产业化经验略显不足。就这四人组成的核心团队，整体来看偏科研。不过，中科海钠的产业化进展却很迅速。

  从材料到电芯突破

  中科海钠的产业化进程经历了一个从材料突破到电芯量的的过程。

  中科海钠目前拥有多项钠离子电池核心专利，是国内外少有的拥有钠离子电池核心专利与技术的电池企业之一。同时，公司可供应钠离子电池正负极材料与电解液。

  在正极材料方面，中科海钠在国际上首次发现Cu2+/Cu3+氧化还原电对在含钠层状氧化物中高度可逆，基于此，设计和制备出低成本、环境友好的Na-Cu-Fe-Mn层状氧化物正极材料（铜铁锰皆为廉价金属），该正极材料的专利已经在中国、日本、美国、欧盟获得授权。

  在负极材料方面，创新性地采用成本低廉的煤作为原材料得到储钠性能优异、性价比高的软碳负极材料，并获得专利授权。但也有消息声称，中科海钠已经放弃了前述软碳材料，改用硬碳材料。

  胡勇胜介绍，“电解液很多企业都可以做，溶剂和配方会影响循环次数，所以我们和多氟多签了深度合作，其它天赐等也可以做。隔膜要求不高，和锂离子通用，正负极集流体用铝箔。设备的话有些参数的不同，适当调整后也可以直接用。”

  因此，唐堃在公开演讲中提出，基于上述正负极两大材料低成本技术，叠加电解液、电化学体系及电池结构优化设计，以及生产工艺各维度全体系创新，全面构建中科海钠核心竞争力。其钠离子电池BOM（Bill of Material，物料清单）成本较锂离子电池下降30%以上。

  此外，中科海钠拥有硬核的材料底层专利。其电池具备高安全性，针刺测试不起火、不爆炸，可放电到0V，不存在过放问题，支持高温80oC使用，支持快充，12分钟充电90%，5分钟充电80%，同时低温放电性能优势明显。

  在材料和电芯的量产上，公司在2017年初完成正负极关键材料百公斤级放大生产、钠离子软包电池批量测试验证，2017年底研制出48V·10Ah钠离子电池组应用于电动自行车；2018年6月，研制出72V·80Ah钠离子电池组，首次实现在低速电动车上的示范应用；2019年3月，研制出30kW/100kWh钠离子电池储能电站，首次实现在大规模储能上的示范应用。

  公司在2019年已建成百吨级正、负极材料生产线和兆瓦时级产能的电池生产线；2020年3月其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，可见在2020年中科海钠的电池就已经达到了量产的水平。

  2021年6月中科海钠和华阳股份（中科海钠的股东梧桐树资本的LP）共同开发出了1MVh钠离子电池储能系统。根据报道，该系统中的钠离子电池单体已经可以达到145KW/h的能量密度，4500循环次数。

  同是在2021年，中科海钠和华阳股份共同成立了生产钠离子电池2000吨正极、2000吨负极（大概对应0.8GWh电芯容量）的合资公司，其中中科海钠占比55%，华阳股份占比45%，于2021年底投产。其全部投产后，将大大降低钠离子电池的整体成本，可能会比同样能量密度的磷酸铁锂电池更便宜。同时，为了配合未来电芯的生产计划，该合资公司计划2023年扩产至可以满足生产10GWh钠离子电池所需的正、负极材料生产线。

  量产的挑战

  在电芯的生产计划上，中科海钠走在国内所有同类创业公司前面，其参与的两条一共2GWh的产线有望在2022年投产。

  第一条是与三峡能源、三峡资本、安徽省阜阳市人民政府成立阜阳海钠科技有限责任公司，合作建设的全球首条钠离子电池规模化量产线。在该公司中，中科海钠占有51%股份，三峡新能源持股29%，阜阳地方国资平台持股21%。值得注意的是，三峡新能源并非中科海钠的股东。

  该项目在2021年12月17日至18日举办的2021首届阜阳投资贸易洽谈会上达成合作，落户安徽省阜阳市，一共规划了5GWh产能,第一期规模为1GWh。三峡能源3月24日在投资者互动平台表示，这条量产线预计将于2022年正式投产。

  第二条产线是联合华阳股份资子公司山西新阳清洁能源有限公司发起的1GWh钠离子Pack电池生产线，也对外官宣2022年投产。上市公司华阳股份在投资者互动平台上表示，项目可研报告已获得通过。

  根据山西新阳清洁能源的官网介绍，该项目钠离子电芯项目由华阳股份、北京中科海钠科技有限责任公司、阳泉市开源资产管理有限责任公司合作建设，位于市高新区智能制造产业园内，有4座厂房，占地面积约2.39万平方米，共有钠离子电池圆柱钢壳和钠离子电池方形铝壳两条生产线，将建设年产圆柱钢壳钠离子电芯4000万只、方形铝壳钠离子电芯400万只的两条生产线。

  根据山西新阳清洁能源有限公司的对外投资历史来看，这一项目的主体应由山西华钠芯能科技公司来承担，但奇怪的是，华钠芯能的股东只有一个，即山西新阳能源有限责任公司，而无新闻稿中所说的中科海钠和阳泉市开源资产这两个参与方。同时，中科海钠的微信公号，也并未推送关于这一项目的内容。

  “新型储能资本”分析认为，从中科海钠的产业化路径来看，虽然研发产品投运步伐快，但其独立进行大规模生产的能力相对较弱，无论是材料还是电芯产线，在现阶段都要借助与外部产业方进行合建。这也与其团队缺少产业化人才的背景有关。因此，中科海钠的产业化挑战才刚刚开始。

  此外，胡勇胜对未来量产后的钠电池的价格优势充满信心。在碳酸锂涨价前，行业平均磷酸铁锂电池成本0.65元/Wh、宁德时代CTP磷酸铁锂电池包的成本为0.57元/Wh，铅酸电池为0.25-0.3元/Wh 。

  相比之下，钠离子电池在推广期 0.5-0.7元/Wh，发展期0.3-0.5元/Wh，爆发期0.3元/Wh 以下，性价比会更高。而中科海钠和华阳股份的1GWH生产线钠离子电池成本大概在0.36-0.4元/Wh。