零壹肆宋杰：已量產46系大圓柱鈉離子電池
“鈉離子電池的定位，主要是跟鉛酸和磷酸鐵鋰電池對比。從能量密度和成本兩個維度來看，鈉電池的能量密度和壽命是鉛酸電池的2-3倍;它的能量密度雖低于磷酸鐵鋰電池，但價格有望做到和鉛酸電池接近。”在日前北京舉行的中國電動汽車百人會論壇(2025)上，山東零壹肆先進材料有限公司(以下簡稱“零壹肆”)董事長、總經理宋杰表示。
此外，跟鋰離子電池相比，鈉離子電池還具備獨特的大倍率的充放電和低溫性能優勢。現在整個鈉離子電池已經形成了完整產業鏈，從鈉鹽正極材料、負極材料、隔膜、電解液、集流體再到電芯制造，應用市場涵蓋小型動力、高功率和儲能等諸多領域。2024年鈉電池的出貨量在3GWh左右。
△ 圖為零壹肆董事長、總經理宋杰演講
基于正極材料的差異，鈉電池主要有層狀氧化物、聚陰離子和普魯士藍三條技術路線。據宋杰介紹，層狀氧化物有點類似于三元的電極材料，量產產線相對兼容，它的優勢是能量密度比較高，但有個瓶頸是它使用30%多的鎳，高溫燒結材料成本比較高。“目前售價也在5-6萬元/噸，成本還是比較高”。
聚陰離子有兩個路線，其中一個是基于焦磷酸鐵鈉的技術路線，優勢是可以長壽命使用，和磷酸鐵鋰類似。但它的主要瓶頸是能量密度相對比較低，克容量只有100mAh/g左右，基本是磷酸鐵鋰體積能量密度的一半，在系統整體成本上還面臨著一些挑戰。另一種技術路線是硫酸鐵鈉，原材料很便宜，可以用硫酸鐵和硫酸鈉低溫燒結來制作，但克容量只有90mAh/g。
“相比而言，普魯士藍在三條技術路線中，從成本和性能上是較佳的組合。”宋杰指出，普魯士藍里沒有貴重元素，主要的元素就是鈉、鐵、錳、碳和氮，合成只需要低溫燒結，不需要高溫燒結。其不足之處是壓實密度相對低一些，只有1.8g/cm3左右，所以體積能量密度相對會低一些。
普魯士藍是很經典的化合物材料。宋杰介紹道，從產業鏈來說，普魯士藍最源頭來自于甲烷、氨或者輕油，合成***再到黃血鹽鈉(亞鐵***)。經過沉淀反應以后干燥、收集，得到普魯士藍的正極材料，克容量可以做到160mAh/g，放電電壓3.5伏，幾乎和磷酸鐵鋰接近。
“當然，這條路線最大的技術難點，在于材料結構晶體的完整控制和結晶水的去除，現在我們零壹肆解決了材料上的問題，后面已經形成了量產出貨。”宋杰說。
在負極材料方面，鈉離子電池也具有自身的優勢，可以使用大量生物質的原材料，比如竹子和秸稈等。但面臨的挑戰是，生物質原材料本身的一致性和穩定性控制有難度。現在國內有30多家企業在做硬碳負極，原材料主要使用椰殼，但大部分需要進口自東南亞。宋杰認為，竹子特別適合做硬碳原材料，中國竹子資源豐富，生長周期短，性能也可以做到跟椰殼接近。
據介紹，零壹肆位于山東省泰安市，主要聚焦于鈉離子電池普魯士藍技術路線。該公司戰略投資股東包括北京智造未來、國家電投、小米、源碼資本等知名機構。該公司于2023年建成1000噸普魯士藍正極材料、0.3GWh鈉離子電芯生產線，實現了鈉離子電池規模化的交付及應用。
針對適合大倍率和低溫環境的應用市場，零壹肆推出了12伏、24伏的啟停電源產品，“去年裝車將近4萬多輛”。宋杰透露，該公司46系列13Ah全極耳大圓柱鈉離子電池已經量產，具備大倍率特征，能夠實現15C放電，在-60℃低溫環境下仍能夠保持良好的放電能力。
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