对话韩建涛：逐鹿硬碳负极赛道，跑在钠电放量“前夜”-武汉天钠科技有限公司

对话韩建涛：逐鹿硬碳负极赛道，跑在钠电放量“前夜”

发布时间：2024-11-12 11:41 来源：网络转载点击：

2023年以来，受碳酸锂价格下跌影响，钠离子电池在成本上的短期竞争优势不再，钠电池产业化似乎也遇到了一定的阻碍。

“锂电的产业发展到现在，有它的自身的逻辑，然而钠电也有它自身的逻辑，”近日，华中科技大学教授、博导/武汉天钠科技有限公司董事长韩建涛接受马里亚纳「大咖说」栏目主理人王强采访时表示，“钠电能不能发展起来，只能说是与锂电相关，但不能说起决定性作用。”

此前，行业内有个观点，将2023年定为钠电的元年，随着市场情绪逐渐回归理性，钠电这条赛道现在更多地依赖于企业的技术能力、产品的迭代能力，再叠加资金巩固以及产能布局等多方面的竞争。因此，行业内也出现了一个新的观点，“2023年是钠电的技术元年，2024年是钠电的产品元年，那2025年可能是钠电的量产元年”。

在采访中，韩建涛老师坦言，“钠电现在处于放量的最前夕，应该在明年会有一个转变。现阶段最重要的还是沉淀好自身技术，打磨好自身的产品，做好相关的工作。”

在钠离子电池负极材料领域，目前仍然是以硬碳材料为主，而韩建涛老师创办的天钠科技也是专注聚焦在硬碳负极材料方面，从2014年开始涉足钠电到2024年，可谓“十年磨一剑”。

“整体来讲的话，钠电的产业化过程中，负极实质上形成了一个明显的“短板约束”。而天钠科技一直聚焦在钠离子电池的负极上，尤其是硬碳，并逐步实现产品、技术的迭代。”韩建涛老师如是说。

那么，钠离子电池的“拐点”何时来临？需要具备哪些条件？目前阶段是技术主导还是资本主导？钠电与锂电的关系是否“致命”？钠电“上车”对钠离子电池负极是不是提出了新的要求和挑战？多孔碳作为锂/钠离子负极的应用前景又是如何？详细内容请见上方视频或下方专访实录。

以下为专访实录

王强：我们大家熟知的韩老师有两个角色，一个是华中科技大学教授，另一个则是天钠科技董事长身份。其实韩老师在电池行业经验相当丰富，包括师从“锂离子电池之父”、诺贝尔化学奖得主Goodenough教授，对锂电正极材料、锂离子固态电解质材料、全固态锂离子电池，包括镁离子电池正极材料都颇有研究。韩老师您回国之后就开始对钠离子电池进行研究，并一直朝着产业化方向走，那也想借此机会向韩老师请教一下，您为什么这么看好钠离子电池？同时的话，在这个过程中您有什么心得？

韩建涛：说到钠离子电池呢，还是有个小故事。2007年，我博士毕业，然后就去到了古迪纳夫教授课题组，有了三年的博士后研究，随后2010年10月份，我离开了老先生的课题组。

其实，老先生的每个学生离开的时候他都会请吃饭。当我离开的时候，老先生就跟我反复提及一件事情——要做钠离子电池，在这之前他确实说的比较少。但在2010年的时候，锂电相对比较热，至少到了一个快速增长的阶段。针对锂电方向的课题也还是比较活跃，比如说固态电解质，还有当时比较火的我们课题组旁边Ralph课题组做的石墨烯方向等等。

当然，我对钠离子电池也相对比较了解，但在那个时候，我“没有太听进去”。然后，我在美国又有了四年的研究，先后去了洛斯·阿拉莫斯国家试验室，做了固态电解质，然后去到了波士顿的一家创业公司，开展镁离子电池正极材料的研究。

后来，当我全职回到华中科技大学，也一直在想着自己的职业生涯。因为我们毕竟是做技术研究的，究竟要做什么技术方向能够更有“前途”，或者说更应用，这是我们肯定要思考的一件事情。因此，回国之后面临的一件事情就是选课题，未来的10年，甚至20年，究竟要做什么东西，这是一个很重要的事情。

而“选择在一定程度上要大于努力”，其实在那个时候我想过很多方向，包括我回国之前就在做的固态电解质方向、还有当时还没太火的氢能方向等等，而最终打动我的还就是钠离子电池。当然了，也是Goodenough老先生当年跟我提的这个想法，其实我也一直在不断地思考这件事情，所以说后来我们坚定地去做钠离子电池的研究。

总的来说，从之前的“思考”到之后的“做”，其实还是有很多铺垫、很多故事的。满打满算，钠离子电池这个问题我反反复复思考了有4年左右的时间，所以从2014年我组建课题组之后，就全线开展钠离子电池方面的研究。

然而，在那个时间点，钠电还没有走到大家的视野里面来。从材料的制备到电解液等方方面面，诸多细节都还没有搭建起来。因此，在课题组早期的时候，做钠离子电池研究还是比较艰苦的，几乎就是什么都要自己做，隔膜要去找、正极要匹配、负极要匹配、电解液也找不到。所以说，那个时候起步还是比较慢的

整体来看，钠离子电池这个方向，我们一直非常看好，也一直在坚持这个方向。

王强：刚才我们也提到，韩老师您既是华中科技大学的教授，也是天钠科技的董事长。这种学术和产业间的角色转变，心态和状态有什么不同吗？

韩建涛：首先是学术，然后转到了产业。按照我的理解，任何一件事情，无论是学术还是产业，要做得很好都是很难的。而对我来说，更有挑战一点的是角色的转变。

在角色转变的过程中，思维、行为方式都很多惯性。首先，学术、产业是两个截然不同的领域，包括运营的模式、底层规律等等都完全不一样，所以说在角色切换的过程中，要对之前的东西做取舍甚至放弃，不能用以前的方式来思考现状等等。

说到产业呢，从技术到产品，面临的挑战非常多。说得再通俗一点，经营企业的时候很多东西都是固定的，比如说房租、水电、人员等等，因为支出都是确定的；只有收入是不确定的，什么时候赚钱？赚多少钱？赚了钱能不能回款？这些都是不确定的。

因此，从技术到产品，再到真正有市场，这个路确实也很长，挑战性问题非常多。

王强：我们前段时间看到“经济观察报”发布了一篇文章，文中有个观点，“钠电池并不能在短时间内颠覆锂电池的地位。相反，钠电池更像是市场中的“补位者”，在某些特定应用场景中弥补锂电池的不足，而非全面取代。”您怎么看待这个观点？

韩建涛：这个观点是有一定道理，他是站在了锂电的成熟市场体系下来看钠电，那当然就是要么取代，要么补位。但是，如果我们站在钠电的角度来看，正好就是反过来了。

在我看来，锂电的产业发展到现在，有它的这种自身的逻辑，然而钠电也有它自身的逻辑。钠电能不能发展起来，只能说是与锂电相关，但不能说起决定性作用。

钠电的存在或者是它的未来的发展，有它自身的底层思考和逻辑。首先，钠的资源的丰度比较高，成本这一块就相对比较有优势；其次，钠电池的本身的某些特性就比锂电池好，比如快充、低温等等。所以说，钠电应该有它自身的成长的方向和自身发展的内在规律。

王强：那您觉得目前钠电处在一个什么样的周期呢？或者说您觉得钠电的下一个窗口期在什么地方？

韩建涛：因为我做这行做了很久，其实我认为钠电受到了外部一些因素影响，尤其是锂电市场的阶段性的影响，导致现阶段钠电的压力还是比较大的。当然也看了很多市场预测，都提及了比如说目前钠电的阶段不太及预期等等观点。

我认为，钠电现在还处于高速发展的阶段，或者说是在放量的最前夕，已经到达了这种临界点。因为从锂电对产业链的储备，再到钠电自身的储备，我认为现在已经临近它的产业爆发期。我认为在明年该会有一个转变，再到2026年，更会有一些质变。

王强：此前的话，我们看到一些报道，将2023年定为钠电的元年，当然现在市场情况发生了一些变化。最近的话，我们也和行业的朋友交流，大家有一个新的观点，“2023年是钠电的技术元年，2024年是钠电的产品元年，那2025年可能是钠电的量产元年”，这个观点您怎么看？

韩建涛：我认为这个观点说的是蛮踏实，也是非常好的，我还是比较支持这个观点的。

王强：那其实刚才您也提到，钠电当下的发展的话，也受到了一些其他因素的影响。其中，一个很重要的一个因素就是和碳酸锂的价格有一定的关联，那您觉得钠电和锂电原材料的价格是不是有直接且“致命”的关系？

韩建涛：有关系但不至于非常“致命”和直接。前面我们也提到了钠的资源优势以及钠电池本身的低温、快充等优势，这就让它会在某些地方独立存在，而不会强关联于锂电原材料的这种情况。

所以，钠电最重要的还是沉淀好自身技术，打磨好自身的产品，做好相关的工作。

王强：那您觉得钠电目前是技术主导还是资本主导呢？

韩建涛：这个问题是非常好的一个问题，因为你已经是关注到了钠电整个行业的发展，以及在这个发展过程中，某些要素起决定性的作用。

钠电早期的时候，就是刚才提到的2023年的元年的时候，其实一受关注，资本也很活跃。在那个时候，反而是技术偏主导一点，尤其是去年、前年的时候，钠电的创业团队里面，应该是大多数都来源于技术层面。之后，技术再试图去跟资本做结合。那个时候，没有技术是不太好创业，或者说不太好做出产品，所以说早期应该还是偏技术影响力会大一点。

随着产业的不断的向前演绎的话，技术结合资本之后会慢慢形成产品，形成产品之后会带来市场，所以说到后期的话，资本的影响也会慢慢地越来越大。

王强：前不久，对于行业来说有一个重磅消息，宁德时代发布了“逍遥”超级增混电池。其中，宁德时代把钠离子电池的技术落在了该电池中，那韩老师您觉得这对钠电行业会有什么样的影响？以及您如何看待钠电在增混市场的发展？

韩建涛：这条消息我也关注到了，我的第一反应是这条消息应该是比宁德时代第一次发布钠电池产品时候的影响力会更大。我认为，这应该是钠电行业从2023年到现在最重要的一次产业重磅消息。

首先，宁德时代在新能源行业内的影响力是超出我们的想象，他的方向性选择真的可以去影响一项技术的几年，进而形成一些趋势。

其次，宁德时代的研发能力非常强，我们只是看到了这个消息、这个新闻，其实他背后应该是做了非常多的底层技术迭代和创新。

另外，钠电池如果能够在混动的动力电池上有一定应用的话，这个市场规模也很大，而且这个现有的市场还是非常确定的，量还很大，再加上还是占了市场体量这么大的公司去推。这对钠电池而言，将带来决定性或者是本质性影响，所以说这是一个非常巨大的变化。

王强：其实我也非常认同您刚才提到的，在2021年的时候，宁德时代最早推出AB电池的方案，更多的是一个技术方案，那现在他把这个技术落到具体的产品上，这个其实还是非常至关重要的。那么，钠电上车或者说锂钠的AB电池系统集成技术对钠离子电池负极是不是会提出新的要求和挑战？

韩建涛：这个确实是这样，因为在之前的话，我们偏传统一点认识，钠电可能是要向两轮车、储能以及少量A00车等方向落地，所以说当时还没有在这个动力上形成这么强的想法的时候，尤其对钠电的性能到对它的主材的正负极的需求会带来明显的一些变化，尤其是负极，比如能量密度等。

而且，这次我关注到了他的产品，提到了这个低温、快充，这两项实质对材料自身也是提出了更高的要求。所以说，是挑战，也是机会。

王强：说到这儿，韩老师创办的天钠科技其实是一直专注聚焦硬碳负极材料，刚才也聊到您从2014年开始涉足钠电到现在今年2024年，也可谓“十年磨一剑”，那韩老师您当初为什么选择去做钠离子电池的硬碳负极？

韩建涛：这么多创业团队有很多不同方向的选择。电芯的话，其实锂电、钠电至少是很相似；正极的话，其实钠电和锂电的正极共性还比较强，从产线到技术都有一定的共性；负极的话，则重建的程度就非常高，底层的技术到产线都是相当于重建，而重建的话周期很长。

在前一段时间为什么钠电池一直没有量打开？其实还有一个原因，就是钠电的负极的价格也没有下来，质量也不是那么稳定，新的产品也不是那么多。

所以说，在最早期的时候，推的一款叫生物质的椰壳碳，实质上它也是借助了活性炭的产业链，相对来说“跑”的最快并且“跑”出来了，而其它的一些路线还没“跑”出来。比如好多路线的产品在市场上还没有真正地形成量级。

整体来讲的话，钠电的产业化过程中，负极实质上形成了一个明显的“短板约束”。

王强：此前，我们平台也发布了一篇文章，我们观察到海外有一家钠电池公司获得了LG的投资，他们的钠离子电池采用的是专有的合金负极技术，也就是锡负极，宣称体积能量密度是传统钠离子电池的两倍，甚至超过了磷酸铁锂电池，您觉得这个数据是否真实呢？然后能跟我们聊聊合金负极和硬碳负极它们有什么区别？

韩建涛：在我们选择钠电负极作为我们的研究方向之后，其实我们底层也做了选择，到底是做哪个类型的钠离子电池的负极。您刚刚提到的金属负极是一个类型，硬碳是一个类型，还有这个插层的，就比如说类似于锂电池的钛酸锂也是一个类型等等。

其实我们选来选去，包括现在行业选的还是主流，还是硬碳。

金属负极，包括钠金属负极，其实它的一个本质问题就是，它虽然容量很高，但是它的体积变化很大。锡负极我没记错应该是800多，实际它的体积变化应该在两三倍以上，进而电池的循环性就很难做好。

其实我们可以看锂电的负极，锂电的硅碳的负极做了很多年，量产一直没有打开，本质的问题还是体积变化。

所以说，我们是选择了这种插层的，就是硬碳。选择插层没有体积变化，进而保证了它的循环性。因为钠电要想有成本优势的话，一定要有长的循环寿命，而不是要求一个高能量密度，循环几百圈就行了，要的是这种长的循环寿命。因此，对这个循环的稳定性要求很高

基于这部分原因，我们也是更倾向于选择硬碳这个主流的方向。

王强：其实在真正的产业化当中，可能对产品的性能各项指标要求得更均衡一些，而不是说你某一项指标突出。我们也看到一些相关的报道，天钠科技在硬碳负极的技术方面，从2014年开始推动从国外引进PDF技术，那您能给我们介绍一下PDF技术它的原理以及它对硬碳负极有什么影响？或者说对硬碳负极的开发来说带来哪些优势？

韩建涛：我们选择把PDF原子对分布函数这个技术引进来去监测或者是研究硬碳的结构，有一些主动的思考，其实也是很“被动”的一件事情。

因为在锂电的正负极材料里面和钠电的正负极材料里面，比如锂电的负极石墨、锂电的正极的磷酸铁锂、层氧等等都是晶相材料。然后到钠电的话，正极我们看到的也是晶相材料，而硬碳负极是一个无定型的，没有晶体结构的。

在我们以前用到的所有的检测，常规的叫粉末衍射，它是靠这个衍射技术，而衍射技术就是要靠有序，有序的话就是晶相。

在这么多材料里面，只有硬碳是一个非晶相的，因此采用常规的研究手段就很难检测，非但跟踪不到它的结构变化，而且不能探索更多的信息。

基于此，我们采用原子对分布函数技术，通过散射的技术，解析了这种无定型的结构，再通过数据模拟，把它的结构模拟出来。

PDF技术无论从底层的研发到产品的一致性，都是一个非常好的检测手段以及研究手段。这也是我们在做硬碳负极的过程中一个很重要的选择，这个技术正好是我在美国的洛斯·阿拉莫斯国家实验室做中子散射的时候的一项技术，后来我们做钠电之后才意识到，这个材料其实我们很难去用常规手段去研究结构，因此，我们又启动了这个散射的技术，当然底层也做了很多的基础的研究，并一直走到现在。

王强：那其实刚才我们说到天钠科技一直是聚焦于硬碳负极，那韩老师您能给我们介绍一下天钠科技吗？以及我们现在在产品和产能上有哪些布局呢？

韩建涛：天钠科技一直还是聚焦在钠离子电池的负极上，尤其是硬碳。我们现在推出的产品，比如现在推出的TN-4产品，也是生物质基的产品。

我们现在通过新的这种研发手段，还有新的技术配方迭代，在动力学方面实现体现到电池里面的低温和快充特性。

早期的硬碳的产品，尤其在动力学上来讲还是有缺陷的，还是没有达到更理想状态。通过我们新的技术迭代，我们希望在下一款产品上能够真正实现产品、技术的迭代。

产能方面的话，其实我们现在有好几个基地，重点的布局还是明年和后年，进一步满足放量的时候我们能有足够的产能。因为ToB的这种产品，客户都很大，如果没有足够的产能，其实也很难去承接客户的订单。

王强：刚才您也说我们后面也会有新的这个产品的规划，那可以做个预告吗？然后我们下一个产品的话，预计什么时候推出？

韩建涛：我们计划应该会在年底推出。因为我们推出的第一款产品是生物质基的椰壳碳，这个产品在低温和快充上现在是有一些具体的实验数据，客户的反馈还是很不错的。在低温-20℃的时候，目前的数据是600圈的一个循环。下一款产品上，我们是瞄准更低温的-30℃到-40℃的目标。从对材料本身的导电性和粒径的控制上来讲的话，我们具有新的技术迭代和方式，也是希望在今年的年底，我们能推出一款迭代TN-4的产品，去满足未来大家对钠电尤其是在低温和快充上的这种需求。

王强：刚才韩老师您也提到，作为硬碳的负极，有生物质基、树脂基、沥青基等，咱们目前选择的是生物质基的椰壳，那我们为什么会选择这一款材料？

韩建涛：因为椰壳的产品的话，正好借用了活性炭的产业链。首先拿到的是椰壳炭，而椰壳炭在活性炭这里面，生物质活性炭里面，是一个很成熟的产品。从椰壳炭出发，对任何一个团队来讲，都相对容易一点。拿到椰壳炭之后，我们再做一些后期的工艺，到硬碳只是需要一步，这种烧结就能拿到产品。因此，对所有的团队来讲，这个是最快的，我们也在这个上面做了一些布局。

王强：这个产品的一致性怎么样？

韩建涛：一致性的话，其实还是有很多挑战。因为生物质从季节性到产地等等因素都会有很多的影响，再到你的工艺的管控，都会带来变化。

其实，要解决生物质基的这种一致性问题，就是我们产业上很重要的问题。而我们在产线上、技术上、产业链的管控上等方面，也有很多自己的独到的地方。因此，我们计划在新的产品中就能够解决一致性的问题。我认为这应该算是行业上最大的一个突破。

王强：最近，多孔碳在硅碳负极材料方面非常火，韩老师您认为多孔碳作为锂/钠离子负极的应用前景如何？咱们天钠科技是否有在技术和产品上有布局呢？

韩建涛：这个话题最近非常热，刚才您提到了钠电的锡负极，我刚才也提到了锂电的多孔碳，实质是硅碳，是前驱体。

而硅碳我们做了很多年，为什么现在火起来了？这个里面实质还是有一个技术的进步。早期我们做了很多硅碳方面的研究，各种技术的研究，比如颗粒复合等等，但其实都没有解决循环性的问题，也就还是刚才我提到的体积膨胀循环性的问题。

那最近的技术是怎么样实现突破的呢？其实就是多孔碳。多孔碳之后，用气相硅烷的气相沉积；沉积之后，是把硅沉积到了多孔碳里面；然后再用CVD包覆之后，它这个硅就沉积到碳的里面，这个孔洞里面，这实质上解决了循环性的问题。它体积变化大一点没关系，依旧还在孔里面。

甚至说，这个多孔碳里面的孔可能有一半是用硅来沉积，还留了一点空间。沉积多少碳，这是要精确计算的，沉积多了也不行。

总的来说，在这样的过程中本质上是解决了真正的循环性问题。

现在常规的多孔碳基的这种硅碳容量的话可以实现2800左右到3000，容量也很高。其实硅的单质是4,000多。当这种把硅沉积到多孔碳之后，它这种循环性就好很多，倍率性偏弱，但不至于说成为应用的障碍。另外，它的应用是把这种多孔碳的和现有的石墨体系混用，需求的更多，混的更多，如果你需要的无限接近，那你就是用纯的。

因此，可以这么说，最近的硅碳负极材料的火热，归根结底是技术的突破。当然，也有很多技术难点，比如沉积硅的过程中还是有很多问题，从设备到技术再到产业链的完整性。其实它是处于多维度的成长过程中，实质上算是一个巨大的进步。

而当技术问题解决之后，后面要解决的就是产业链放量和技术的稳定性问题。早期是技术型，有钱也没有用，并未流行；当产品突破后，资本就很活跃，因为我要放量，这就靠资本来实现。因此，现在的很多团队尤其产业上来讲的话是非常活跃的，本质上还是技术的进步，而且应用还非常广，量是非常大的。整体这种从技术到产业链再到资本引起的这种效应还是比较强的。

其实，我们做的硬碳和多孔碳联系非常紧密。我们把前驱体做一步活化，就可以拿到多孔碳。因此，对于很多的硬碳的企业来讲，过渡到多孔碳，障碍相对较小。当然，我们对这项技术也有储备，在合适的时间和机会也会去演绎一些新的产品。但是，我们现阶段还是要聚焦到我们自己的主业，努力向前。

王强：韩老师您对钠电产业的发展有什么展望？

韩建涛：钠电其实我们也做了这么多年，我们还是非常期待钠离子电池这项技术能够应用得更广泛，市场越来越红火。钠电在储能、动力、两轮、基站、大储等方面，它的用武之地还是非常大的，我们还是非常期待钠电有一个更广阔的市场空间。

王强：我们也非常期待，期待天钠给我们行业带来更优质的硬碳负极产品，也提供价格更优廉的产品。

那最后呢，我们在11月27-29号将在苏州举行2024第二届中国钠离子电池产业年会，我们也非常荣幸的邀请了韩老师，届时到我们活动现场做主题报告。如果对天钠科技以及天钠科技的产品感兴趣的朋友，欢迎到现场进行交流。

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