钜大LARGE | 点击量:497次 | 2021年06月03日
锂离子电池路线之争还未停歇
作为一项全新的技术,钠电池才刚刚开始迈入商业化进程。
动力锂电池,又出“新花样”了。
在本月的宁德时代的股东大会上,宁德时代董事长曾毓群透露出钠离子电池的最新消息:该技术已经成熟,七月份左右就能公布。
随着钠离子电池一夜走红,资本市场闻风而动,钠离子电池概念股顺势大涨。
那边,三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池的锂离子电池路线之争还未停歇,这边,钠电池就要来抢生意了?
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-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
钠离子电池是什么?
严格而言,钠离子电池算不上一个新概念,在锂离子电池刚开始商用化的同时期,钠离子电池同样受到科研界的追捧。
但由于能量密度上的优势,锂离子电池率先脱颖而出,并被大多数厂家接受,这也让钠离子电池的发展陷入了停滞。
简单来说,动力锂电池的原理,是依靠金属离子在正极和负极之间移动脱嵌来充放电,因此只要能出现氧化还原反应,理论上都可以被设计成电池。
从元素周期表来看,钠与锂同属于碱金属主族,钠拥有与锂相似的物理和化学特性,自然被适合用作电池技术。
但电池这个系统乍看起来原理简单,实际上其背后牵扯到材料学、无机化学、有机化学、物理甚至热力学、机械加工等诸多问题,这也造成了电池行业想取得革命性突破非常困难。
除了钠电池之外,2000年诞生的镁电池,一度被认为是取代锂离子电池的最佳选择,但在推广过程中,同样因为能量密度与商业化原因,逐渐沉寂在市场的汪洋里。
除了以上两种新概念电池外,爆红过的石墨烯电池和超级电容器,都达不到锂离子电池这般高能量、高功率密度,和相对可靠的寿命和安全性。
也因此,在锂离子电池占据了绝大部分的动力锂电池市场之后,后续新概念电池的商业化之路走得都不顺畅,在电池技术有真正意义上的“里程碑式的突破”之前,锂离子电池依然会占据主流地位。
但锂离子电池的发展存在一个隐患:尽管锂元素在自然界中的丰度较高,不过具备经济开采价值的资源有限,并且集中在南美、西澳等地区,多数国家都要进口。
随着智能汽车风口的再次到来,电池的更新革命已经势在必行,伴随着锂离子电池在汽车动力锂电池的需求日趋上升,业内已经注意到锂资源的匮乏以及全球分布严重不均的问题。
从行业来看,我们可以将锂离子电池区分成两个重要发展方向,分别是动力锂电池和便携式储能。在过去十年中,锂离子电池的出色性能,带动锂离子电池在动力锂电池路线上的技术突破。
而在储能领域,由于头部公司开始重视价格竞争,高成本的锂离子电池不再拥有优势,这条路线已经逐渐进入后锂电时代。
在供需关系的影响下,锂资源正逐渐倾斜于动力锂电池这一方向,而便携式储能要有新的材料去替代。这时候,量大价优的钠电池就逐渐又回到了科研界的视野。
“抢锂大战”带动钠离子发展
当下,锂资源的抢夺,已经在上游材料的价格上逐步体现。随着新能源汽车产业的火热以及储能的锂消耗,碳酸锂等上游原料价格在一年里价格暴涨。
在需求端,由于技术端在近些年逐步解决了磷酸铁锂离子电池的能量密度低的问题,磷酸铁锂离子电池凭借高性价比优势逐渐反超三元锂离子电池,同时带动了碳酸锂产业的发展。再加之5G利好储能基站的建设,磷酸铁锂储能电池替代传统铅酸蓄电池进程进一步提速,磷酸铁锂产业正迎来一次强势回温。
从上游统计数据来看,当前动力型磷酸铁锂主流价格在已经接近9万元/吨,相较于2020年十一月中旬3.4万元/吨的低点,涨幅已经不止一倍。
据相关机构估算,随着未来5年新能源汽车数量的持续高速上升,预计2025年全球新能源汽车渗透率有望达到20%,其销量将超1800万辆。同时考虑储能、3C消费电子以及传统工业等其他碳酸锂应用场景,预计2025年全球碳酸锂需求量将达124万吨,是2020年的3.6倍。
需求端的火热,逐渐出现了锂材料价格上涨的联动反应,动力锂电池产业链公司纷纷加入到“抢锂”大战中。
一端是锂材料的需求量很大,但从另一端的供给端来看,像Altura、Wodgina等锂矿开采公司的矿山目前仍处于关停状态,而雅宝、livent、SQM等全球传统锂业巨头虽然有明确的产量扩张计划,但新建产量的释放仍有待时日。
正是考虑锂材料的供给较为滞后,上述机构预计到2025年,全球碳酸锂缺口将突破16万吨,缺口占比达到13%。
而碳酸锂矿产作为一种大宗产品,还会受到地缘政治等因素的影响,更新增了价格的波动性。
不难想象,假如不解决供需平衡问题,锂材料价格在未来还可能继续上扬,甚至再创新高。
因此,有雄心勃勃规划电池产量扩张的动力锂电池制造商,都势必会将保障锂材料的稳定供应列为紧要任务之一。
我们可以猜测,宁德时代将钠电池应用在储能领域,可以减少对锂资源的需求量。
据预测,到2022年,宁德时代在的年出货量将达1GWh,市占率提升至14%。这也成为宁德时代在很长时间里的重大业务之一。
宁德时代副董事长黄世霖表示,随着双创目标的提出,储能电池也逐渐开始火热起来,在碳达峰、碳中和的背景下,清晰的运营机制和管理机制出来,国内的储能业务可能也会开始“起飞”。储能电池也逐渐成为宁德时代近些年大力发展的领域之一。
在碳酸锂等上游原料价格涨幅较大的前提下,钠电池可以作为锂离子电池在储能等领域的补充,弥补轻型电动汽车、中低续航的新能源汽车上的电池需求,同时也降低了公司的成本。
动力锂电池领域,钠电池难有作为
正如铅酸电池依然活跃在电动汽车市场相同,钠电池的存在自然会有用武之地。
随着产业链逐步完善,以及制程工艺的完善、生产设备的改良,钠电池的成本优势将会逐步凸显出来,首先在大规模产业化之后,钠电池具有较为明显的成本优势,其次关于国内行业来讲,钠资源可以牢牢掌握在自己手里,关于国内公司来说,这关于未来的新能源产业发展战略规划也有积极影响。
但就从当下行业来看,钠电池作为一项全新的技术,才刚刚开始迈入商业化进程,其缺点十分明显。在未来相当长时间内,钠电池都不可能取代锂离子电池,两者更多的是互补关系,各自满足不同细分市场的应用需求。
正如同无钴电池、无镍电池相同,钠电池概念的火热实质上是一种情绪性的影响,在原材料供应紧张和新技术缺失的背景下,钠电池足够点燃电池市场的热情,但能持续多长时间,还是个未知数。
但可以确定的是,至少在动力锂电池领域,续航里程永远是电池的第一指标,锂离子电池尚且在技术突破阶段,钠电池想靠成本优势取代锂离子电池。
现在看来,真的很难。家衡