NFPP против NFS: кто победит в гонке полианионных натрий-ионных аккумуляторов?

Сектор натрий-ионных аккумуляторов переживает глубокую смену технологической парадигмы.

На ранних этапах развития отрасли технология слоистых оксидных натрий-ионных аккумуляторов, опираясь на теоретически высокую плотность энергии и ориентируясь на «замену литиевых батарей», стала основным направлением, активно развиваемым по всей производственной цепочке натрий-ионных аккумуляторов.

Однако с 2025 года рыночные настроения явно изменились. Технологический маршрут полианионных натрий-ионных аккумуляторов, опираясь на такие выдающиеся преимущества, как структурная стабильность и длительный срок службы, помог натрий-ионным аккумуляторам занять рыночную нишу, независимую от литиевых батарей, в сегменте долговременного хранения энергии, тем самым совершив мощный обгон технологии слоистых оксидов. Их доля в новых установленных мощностях натрий-ионных аккумуляторов превысила 70%, что сделало их абсолютным лидером рынка.

В то же время внутри полианионной системы сформировалось несколько субтехнологических направлений, включая NFPP (композитный фосфат железа-натрия, пирофосфат-фосфат железа-натрия), NFS (сульфат железа-натрия) и NVP (фосфат ванадия-натрия).

Примечательно, что NFPP и NFS достигли более быстрой коммерциализации и лидируют в развитии полианионного сегмента, при этом каждая из них следует собственной траектории развития.

Эти две технологии не являются последовательными версиями технологической итерации, а представляют собой два независимых решения с существенными различиями в свойствах материалов, позиционировании продукции и подходящих сценариях применения.

Со стороны рынка предприятия по производству материалов и аккумуляторных элементов, такие как Zoolnasm, Inna New Energy, Chilwee и Zoolnasm, а также OEM-производители, включая Yadea, Tailing, Xinri и Hithium, уже осуществили соответствующие развёртывания в секторах двухколёсного транспорта и хранения энергии. Это напрямую отражает реальность отрасли: ведущие игроки больше не придерживаются подхода «технологической ставки», а выбирают технологические маршруты исходя из потребностей конкретных сценариев, позволяя двум катодным материалам натрий-ионных аккумуляторов общего происхождения укорениться в тех растущих рынках, где они наиболее эффективны.

Общее происхождение, разные пути: у каждой технологии свои сильные и слабые стороны, а сценарии определяют разделение функций

NFPP и NFS, обе относящиеся к полианионной системе, отличаются стабильной каркасной структурой и выдающейся безопасностью, что позволяет эффективно избегать недостатков структурной нестабильности, характерных для материалов типа берлинской лазури и слоистых оксидов. Однако эти два направления существенно различаются по зрелости технологического процесса, напряжению, чувствительности к влаге, циклической стабильности и стоимости, что привело к расхождению путей их коммерциализации.

Согласно имеющимся данным, ключевая конкурентоспособность NFPP заключается в высокой структурной отказоустойчивости, медленной деградации при циклировании, относительно зрелом производственном процессе и более низких барьерах для индустриализации. В то же время её недостатки столь же очевидны: рабочее напряжение и плотность энергии невыгодны, что затрудняет удовлетворение высоких требований к мощности легковых автомобилей.

В результате технология NFPP в настоящее время ориентирована главным образом на сценарии сетевого хранения энергии с жёсткими требованиями к безопасности и сроку службы. В сочетании с более высокой зрелостью технологического процесса она также стала основным технологическим направлением для натрий-ионных аккумуляторов, используемых в двухколёсном транспорте.

Со стороны материалов компании Zoolnasm и Inna New Energy уверенно продвигают крупномасштабное внедрение NFPP. Zoolnasm первой завершила создание производственной линии NFPP мощностью 10 тыс. тонн, стабильно поставляя продукцию предприятиям по производству аккумуляторных элементов для хранения энергии и других сценариев. Производственная линия материалов NFPP компании Inna New Energy мощностью 5 тыс. тонн в год работает на полную мощность, а сопутствующая база мощностью 10 тыс. тонн готова к наращиванию объёмов, непрерывно высвобождая мощности для удовлетворения спроса в сфере хранения энергии.

Зрелость материалов также заложила основу для итерации продукции на уровне аккумуляторных элементов.

Недавно компания Hithium представила натрий-ионный аккумуляторный элемент сверхбольшой ёмкости 785 А·ч на основе NFPP. Согласно имеющимся данным, благодаря трёхмерной стабильной структуре материала этот продукт обеспечивает собственную циклическую долговечность в 20 тыс. циклов и расчётный срок службы 30 лет, соответствуя сценариям диспетчеризации систем хранения электроэнергии продолжительностью 2–8 часов. Ожидается, что это также дополнительно усилит ценность длительного циклического ресурса технологии NFPP в практических сценариях.

Натрий-ионные аккумуляторы NFPP компании Chilwee уже достигли серийного производства и крупномасштабных продаж, а соответствующая продукция поставляется таким производителям, как Yadea, Tailing и Xinri, что, вероятно, продолжит стимулировать более широкое применение исходных материалов.

В отличие от характеристики длительного циклического ресурса NFPP, наибольшими преимуществами технологии NFS являются высокое напряжение, высокая токоотдача и значительный потенциал снижения стоимости, что делает её естественно подходящей для рыночного спроса в сценариях лёгкого силового оборудования и энергоёмкого хранения энергии.

В то же время материалы NFS не содержат фосфора. На фоне роста цен на фосфорное сырьё в этом году это открывает больше возможностей для снижения себестоимости материалов.

Zoolnasm — одно из представительных предприятий на пути NFS. Её дочерняя компания Meishan Lina завершила создание производственной линии материалов NFS масштабом 10 тыс. тонн, а также запланировала мощности на 30 тыс. тонн катодных материалов и 5 ГВт·ч аккумуляторных PACK-модулей натрий-ионных батарей, тем самым соединив всю цепочку от синтеза материалов до системной интеграции.

Что касается применения, в августе этого года Zoolnasm заключила соглашение о сотрудничестве с Anqing Chaoren, входящей в группу Chilwee. Стороны будут использовать технологию NFS для углублённого взаимодействия на рынках двухколёсного, трёхколёсного и низкоскоростного транспорта, ускоряя масштабное проникновение натрий-ионных батарей в сегмент лёгкой силовой техники.

Это сотрудничество также показывает, что Chilwee не делает ставку исключительно на маршрут NFPP, а одновременно сохраняет присутствие в технологии NFS, потенциально охватывая рынок лёгкой силовой техники с различными требованиями к характеристикам.

Кроме того, Zoolnasm также достигла сотрудничества с Sichuan Puli Technology. Стороны будут совместно работать над сценариями силового типа, такими как резервное питание для базовых станций связи, расширяя границы применения NFS.

За этими шагами компаний стоит логика выбора, формирующаяся во всей отрасли: не существует «универсальной натрий-ионной батареи», которая была бы лучшей во всех сценариях, есть лишь более удачные решения, соответствующие конечному спросу. NFPP с её длительным сроком службы и зрелостью технологического процесса укореняется в секторах длительного хранения энергии (LDES) и лёгкой силовой техники. NFS с её высоким напряжением и высокой мощностью захватывает рынок силового типа и, как ожидается, усилит потенциал применения натрий-ионных батарей в сценариях с высокой нагрузкой и высокой скоростью для электровелосипедов и электромотоциклов, позволяя каждой технологии проявить свои сильные стороны.

Оба маршрута сталкиваются с узкими местами при индустриализации

Хотя преимущества по сценариям уже определены, обоим маршрутам всё ещё предстоит преодолеть собственные технические и производственные трудности для индустриализации.

Для маршрута NFPP главные ограничения сосредоточены в плотности энергии и сложности технологического процесса. Ограниченные возможности повышения плотности уплотнения материала могут стать естественным пределом энергетической плотности аккумуляторных элементов, из-за чего им будет трудно выйти на сценарии использования в пассажирском транспорте.

Если для оптимизации ёмкости материала и преодоления границ сценариев применять легирующую модификацию, всё равно потребуются длительные технологические разработки.

Ключевая проблема направления NFS, в свою очередь, заключается в стабильности материала и контроле массового производства. Материалы NFS обладают высокой гигроскопичностью, и даже следовые количества влаги легко вызывают побочные реакции, влияющие на циклическую стойкость элементов и стабильность партий. В результате предъявляются жёсткие требования к точке росы и влажности в производственных цехах. Одновременно высоковольтная платформа предъявляет повышенные требования к качеству электролита и межфазной плёнки, что усложняет контроль выхода годной продукции при массовом производстве.

Кроме того, из-за ограничений, связанных с собственными химическими свойствами, обычные элементы NFS не обладают достаточной способностью к длительному циклированию, что также требует совместных улучшений по всей отраслевой цепочке.

Согласно имеющимся данным, Zoolnasm за счёт оптимизации процессов и модернизации архитектуры частично компенсировала присущие NFS недостатки и успешно добилась крупносерийных поставок.

Ожидается, что в краткосрочной и среднесрочной перспективе в сегменте полианионных материалов не возникнет ситуации, когда «один маршрут вытеснит другой», а скорее сформируется модель сценарного разделения функций и сосуществования.

Разделение функций между NFPP и NFS означает, что сектор вступил в новый этап адаптации к потребностям. Суть конкуренции в секторе больше не сводится к сравнению отдельных параметров, а сосредоточена на реализации сценариев и создании ценности.

В долгосрочной перспективе особенно важно укреплять инженерные возможности по всей цепочке технологических направлений, включая однородность прекурсоров, энергопотребление производственных линий, стабильность партий и способность к совместной разработке с производителями аккумуляторных элементов. Эти два направления, вероятно, будут использовать свои сильные стороны, чтобы совместно поддерживать индустриализацию сегмента полианионных материалов.