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【預見】鈉電池將何去何從?寧德時代釋放重磅信號
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日期:2021年5月26日 下午10:09作者: 慧澤李 編輯:Sukie
【預見】鈉電池將何去何從?寧德時代釋放重磅信號

前言

既生鋰,何生鈉?

隨著去碳化的進展,新能源的岔路口越來越多,鋰電一直風靡全球,如今鈉離子電池有登歷史舞台的迹象。

那麽,什麽是鈉離子電池?

鈉基電池是一種使用鈉離子(Na+)作為電荷載體的可充電電池,在充電過程中,Na+離子從正極遷移至負極,同時電子通過外部電路傳輸;在放電過程中,發生相反的過程,Na+從負極遷移至正極。

01寧德時代發佈鈉電池的用意

5月21日,寧德時代董事長曾毓群在公司股東大會上透露,將於2021年下半年發佈鈉電池。

鈉電池技術已到瓜熟蒂落的節骨眼,寧德時代搶先一步,曾毓群自信滿滿:「我們的技術也在發展,我們的鈉離子電池已經成熟了。」

是鋰電的最佳替補,還是有意扶持新的產品條線,寧德時代在打什麽算盤?

眾所周知,鋰電池的發展與成本受制於上遊金屬鋰的供應,尤其高鎳鋰電池還受到鎳金屬的供給影響,上遊一旦吃緊,下遊就陷入被動,最終波及汽車行業。

真是牽一發動全身!

全球目前鋰資源儲量約6200萬噸,其中南美三國阿根廷(23.87%)、玻利維亞(14.52%)、智利(13.71%)佔比超過一半。

尷尬的是,中國雖地大物博,鋰資源儲量豐富,但85%以上分佈在西部高海拔山區和鹽湖地區,主要以礦石型和鹵水型兩種形式儲存,存在鋰資源品位低、分離難度大、開採成本高等問題。

鋰的開採與分離成本勢必會傳遞到電池成本,最終還得是由車企買單,不經濟。因此,鋰資源的獲取還得以海外渠道為主。

為此,寧德時代、天齊鋰業、贛鋒鋰業等企業長期斡旋海外,以確保供應鏈穩定,在南美洲、大洋洲積極參股控股鋰礦,但受限於當地不穩定的營商環境,加之下遊需求激增,鋰材料的海外供應依然是個難題。

在電池家族中,鋰離子電池一家獨大,長期受寵,主要是可替代性弱,在潛在替代元素中,基於鈉、鎂、鋁、鉀等設計的電池在性能上無法與鋰離子電池相媲美。

隨著全球新能源汽車產銷量不斷提高,產能訴求加強,但是作為鋰電池上遊的核心原材料——鋰礦的供給卻無法相應同步提升,鋰電池的供需矛盾逐漸加深,各類非鋰電池的研究又不得不重新回到桌面。

曾毓群的博士生導師——陳立泉院士,就曾提到:

「全世界的電能都用鋰離子電池儲存,根本不夠,因為鋰離子電池現在全世界都在做,如果說全世界的車都用鋰離子電池來開,全世界的電能都用鋰離子電池儲存,根本不夠,所以我們一定要考慮新的電池,鈉離子電池是首選。鋰的含量是相當少的,只有0.0065%,鈉的含量2.75%,應該說鈉的含量相當多。」

供需失衡最容易引發的後果便是供給端價格上漲,然後層層傳遞,最終還是消費者用戶買單。最近有消息傳出,稱寧德時代鋰電池價格將上漲10%,雖然隨後被否認,但鋰離子電池原材料大幅價格上漲是不爭的事實。

由於鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽,相較於鋰鹽而言儲量更豐富,價格更低廉。

「我們的鈉電池已經成熟了,氯化鈉炒不起來,(因為)鹽很多。」曾毓群表示。

02鈉電池與鋰電池的性能與成本比較

鈉離子電池主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作,與鋰電池工作原理相似。

正極材料:目前鈉電池的正極材料主要包括鈉過渡金屬氧化物、鈉過渡金屬磷酸鹽、鈉過渡金屬硫酸鹽、鈉過渡金屬普魯士藍類化合物等幾大類。

正極材料的差異,是鈉電池有别於鋰離子電池最大的地方。

負極材料:鈉電池負極材料包括軟碳、硬碳、過渡金屬氧化物等,受成本、穩定性、循環性能等各方面的綜合影響,最易實現產業化和商業化的,是碳材料。

鋰電池負極材料主要以人工石墨、天然石墨等碳材料為主;還包括錫基負極材料、含鋰過渡金屬氮化物等負極材料。

電解質:鈉鹽+溶劑,除鈉鹽之外,溶劑方面鈉電池與鋰電池差别不大。

隔膜:鈉電池與鋰電池基本相同。

外形封裝:圓柱、軟包、方形,鈉離子電池與鋰離子電池基本相同。

制備工藝:鈉離子電池與鋰離子電池基本相同。

鈉電池的平均能量密度在90-150Wh/Kg,相比鋰電池的250Wh/Kg,能量密度要低。眾所周知,新能源汽車要想取代燃油車,電池續航能力是關鍵因素。能量密度低意味著續航能力較差,這也是鈉電池之前不被重視的原因。

較低的能量密度決定了鈉電池的應用場景更多是低速車、低端乘用車、基站或儲能領域等領域。在中高端乘用車領域能否施展拳腳,依然是個不小的疑問。

鈉電池的循環壽命可以做到3000~6000次,與磷酸鐵鋰相當,優於錳酸鋰和三元鋰,熱穩定性和安全性與磷酸鐵鋰基本相當。

雖然能量密度低,但鈉電池的優勢卻是可圈可點,除了鈉資源儲量豐富的優勢之外,還具有高低溫性能優異、倍率性能好、安全性高、可用低鹽濃度電解液等優點,一些技術指標甚至優於鋰離子電池,展現出巨大的開發潛力。

同鋰離子電池相比,鈉離子電池有三個突出的優勢:

1)相對於鋰元素,鈉元素的標準電極電位高0.3V,作為儲能材料而言有更好的安全性能;

2)鈉元素在地球上的儲量豐富,地殼種金屬鈉的含量達到了2.4%,並且鈉元素海水中就有豐富儲量,開發方便;

3)鈉價格便宜。鈉基電池包括基於正極(含鈉)、負極(不一定含鈉)和鈉鹽電解液。

鈉金屬的儲存量比鋰豐富,因此從原材料的供給角度看,鈉的成本要比鋰低很多,但這不意味著鈉電池的成本要低於鋰電池,短期内甚至還要高於鋰電池。

三年前,曾毓群曾提出鈉離子電池路線,但因為沒有產業鏈,所以不如鋰離子電池價格便宜。如今相關的產業鏈已經逐漸成熟,商業化進程已箭在弦上。

對於鈉離子電池的成本問題,曾毓群表示:

「於是新興的電池技術,鈉離子電池不是剛推出來就很便宜,因為目前的供應鏈規模還很小,不夠成熟,鈉離子電池可能比鋰離子電池貴一些。」

曾毓群也透露,原材料價格上漲對於成本影響較大,提醒上遊的供應商:「如果誰在我們這兒拼命亂漲價,我們會把他們排除在外。」

寧德時代在上下遊的話語權,可見一斑。

03鈉電池行業現狀、概念股

目前國内外有近幾十家企業對鈉離子電池進行產品佈局,國内的有寧德時代、聖陽股份、華陽股份等上市公司,還有中科海鈉、鈉創新能源、星空鈉電等非上市公司。

國外的包括英國FARADION公司、美國Natron Energy公司、美國Aquion Energy公司、法國NAIADES計劃團體、日本岸田化學、松下、三菱。

目前鈉電池行業競爭程度不如鋰電激烈,尚且沒有出現一家獨大的局面。寧德市代發佈會將鈉電池的商業化提到議程,受此消息,不少概念股也陸續浮出水面。

寧德時代(頭部):電池行業的領頭羊效應,鈉電池從實驗階段過渡到商業階段,一直都在積累,2021年下半年時機成熟。受此消息,5月24日股價漲3%,總市值邁入9000億元大門。

中鹽化工:2020年公司金屬鈉產能6.5萬噸,佔全球產能的40.5%;位居全球第一,而且是國内電耗最小,成本最低,質量最好的生產企業,金屬鈉產品國内市場佔有率高達42% 。受此消息,5月24日股價開盤漲停。

聖陽股份:公司主要產品為鋰離子電池等動力電池。鈉離子電池技術是公司持續關注的技術儲備研究方向之一,與院士工作站等單位聯合開發的高環保、高循環性鈉離子電池已經通過實驗階段,進入樣品測試,目前測試結果符合預期目標,效果良好。受此消息,5月24日股價開盤漲停。

華陽股份:公司擬通過子公司新陽能源分别投資建設鈉離子電池正極材料千噸級生產項目和鈉離子電池負極材料千噸級生產項目。受此消息,5月24日股價開盤漲停。

南風化工:南風化工開發的運城鹽湖是世界第三大硫酸鈉型内陸湖泊,其硫酸鈉儲量達8000多萬噸,產銷量世界最大,溶融硫酸鈉可提煉金屬鈉,還與清華大學合作發明碳納米管手機電池。受此消息,5月24日股價開盤漲停。

山東章鼓:公司投資的新疆喀什安德新材料公司,目前喀什安德技術基於PPS體係的鋰離子,鈉離子,鋅離子固態功能膜片的材料合成以及幹法自支撐膜片制造技術。

欣旺達:擁有儲備鈉離子電池補鈉的方法及鈉離子電池發明專利技術。

天能股份:公司官方發佈,將持續關注包括鈉離子電池在内的新型電池技術的研究進展和產業化可能

中國長城:下屬公司從事鈉電池的研發生產,擁有鈉離子電池材料預處理技術。

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