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9月底以來,A股鈉離子電池概念持續(xù)火熱,多只個(gè)股接連漲停。這固然是二級(jí)市場(chǎng)對(duì)于鈉離子電池領(lǐng)域近期不斷公布的利好消息的直接反應(yīng),但同時(shí)也是市場(chǎng)愈演愈烈的“鋰焦慮”情緒的一次集體宣泄,鈉離子電池的進(jìn)展,讓人們看到了走出當(dāng)下困境的希望。然而,鈉離子電池的時(shí)代真的要到來了嗎?鈉果真能取代鋰嗎?
鈉離子電池尚處于量產(chǎn)前夜
近日,國(guó)內(nèi)鈉離子電池進(jìn)展消息頻現(xiàn)。先是華陽股份披露,其與中科海納聯(lián)合打造的全球首批量產(chǎn)1GWh鈉離子電芯生產(chǎn)線正式投運(yùn)。
緊隨其后,中國(guó)能建安徽院發(fā)布消息稱,其中標(biāo)三峽能源安徽阜陽南部風(fēng)光儲(chǔ)基地項(xiàng)目?jī)?chǔ)能系統(tǒng)總承攬工程,該項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)最大的鈉離子儲(chǔ)能電池項(xiàng)目。
與此同時(shí),中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院發(fā)布鈉離子電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)征求意見通知,著手推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制工作。
種種利好消息,刺激二級(jí)市場(chǎng)鈉離子電池概念股持續(xù)飄紅。
事實(shí)上,鈉離子電池并非新事物,它與鋰離子電池在1970年代被同時(shí)提出,兩者的工作原理一樣,只不過工作離子一個(gè)是鈉離子,一個(gè)是鋰離子。但鋰離子電池憑借優(yōu)異的性能,幾乎獲得了一邊倒的青睞,50年間獲得了大發(fā)展,而鈉離子電池從研究到產(chǎn)業(yè)化,均處于停滯狀態(tài)。
現(xiàn)在鈉離子電池忽然翻紅,其實(shí)主要是它的老對(duì)手鋰離子電池造成的。在碳中和的大背景下,鋰離子電池的關(guān)鍵原料碳酸鋰供不應(yīng)求,價(jià)格在今年經(jīng)歷了3月到8月份的高位盤整之后,9月又重拾上升勢(shì)頭,今年以來價(jià)格累計(jì)漲幅已超過80%。原料價(jià)格的持續(xù)暴漲,給下游電池廠商、車企帶來巨大的成本壓力,“鋰焦慮”愈演愈烈。
而鈉離子電池,在理論層面相比鋰離子電池,總的材料成本要低30%-40%,而且從儲(chǔ)量來說,地球上鈉資源是鋰的400倍,而且全球分布均勻,這讓人們看到了替代的曙光。
但事實(shí)上,無論是從技術(shù)層面,還是從上下游產(chǎn)業(yè)鏈來看,鈉離子電池均處于量產(chǎn)前夜。
制造鈉離子電池最為關(guān)鍵的材料——正極材料,目前存在三種技術(shù)路線并行發(fā)展,包括中科海納所采用的層狀金屬氧化物路線,以及寧德時(shí)代所采用的普魯士藍(lán)路線,還有聚陰離子路線。
其中,中科海納的路線技術(shù)上相對(duì)成熟,目前已率先投產(chǎn)。寧德時(shí)代采用普魯士藍(lán)路線,也已于去年7月發(fā)布第一代鈉離子電池,但截至目前并未投產(chǎn)。而聚陰離子路線,目前國(guó)內(nèi)尚未有頭部企業(yè)布局,國(guó)內(nèi)廠商也尚未發(fā)布采用該路線的電池,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程遠(yuǎn)不及前兩種。這意味著,鈉離子電池在研發(fā)層面仍處于初級(jí)階段,哪種技術(shù)路線最終能夠勝出仍不明朗,有待于技術(shù)上的不斷成熟。
此外,鈉離子電池目前尚未形成初步的產(chǎn)業(yè)鏈,這將增加鈉離子電池的生產(chǎn)成本。
在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈缺乏配套、缺乏規(guī)模效應(yīng)的情況下,據(jù)測(cè)算,鈉離子的實(shí)際生產(chǎn)成本在1元/Wh以上,其實(shí)遠(yuǎn)高于目前產(chǎn)業(yè)鏈成熟、規(guī)模生產(chǎn)的鋰離子電池。業(yè)內(nèi)最為關(guān)注的鈉離子電池的低成本,只是理想狀況下的理論成本。
同時(shí),既然鈉離子電池的翻紅主要是由目前鋰電池原料價(jià)格暴漲引起的,那么未來一旦鋰原料供應(yīng)緩解,鈉電池的推廣落地是否能如期推進(jìn),也同樣存在不確定性。
鈉不可能完全替代鋰
理論上說,鈉成本低儲(chǔ)量高,雖然目前仍處于量產(chǎn)前夜,但假以時(shí)日,很可能會(huì)迎來它的時(shí)代。那么到那時(shí),鈉就會(huì)完全取代鋰嗎?
答案是否定的。
在動(dòng)力電池最關(guān)注的性能——能量密度方面,目前的鈉離子電池存在明顯短板。
去年7月,寧德時(shí)代在發(fā)布第一代鈉離子電池時(shí),同步發(fā)布了鋰鈉混搭電池包,兩種電池使用同一個(gè)電池系統(tǒng)進(jìn)行管理。寧德時(shí)代之所以這樣搭配,就是為了避開鈉離子電池的短板。
目前作為動(dòng)力電池,鋰電池中磷酸鐵鋰電池能量密度為120Wh/kg至200Wh/kg,三元鋰電池的電芯單體能量密度更是能達(dá)到200Wh/kg至350Wh/kg。而鈉電池的電芯能量密度為100Wh/kg至160Wh/kg,差距非常明顯。
那么是不是隨著鈉電池技術(shù)的進(jìn)一步成熟,差距可以縮???這同樣是不可能的,而且是鈉離子的先天特性決定的,沒有任何更改的可能性。鋰離子與鈉離子有著不同的元素特點(diǎn),這決定了鈉離子電池的能量密度上限,將始終會(huì)低于鋰離子電池的能量密度上限。
能量密度上的固有差距,意味著如果用作動(dòng)力電池配備在新能源車上,同樣重量的鈉離子電池所能提供的續(xù)航里程,始終要遠(yuǎn)少于同等重量的鋰離子電池,這決定了鈉無法在動(dòng)力電池領(lǐng)域取代鋰。
實(shí)際上,鈉離子與鋰電池的關(guān)系更多的是互補(bǔ),而不是取代。
在安全性方面,鈉離子電池較鋰離子電池要好,這是由于鈉離子電池的內(nèi)阻比鋰電池高,所以其在短路的情況下瞬時(shí)發(fā)熱量少,溫升較低,熱失控溫度高于鋰電池,具備更高的安全性。
同時(shí),鋰電池在低溫下充電會(huì)析鋰,而鈉電池卻不會(huì)發(fā)生析出,所以鈉離子電池?fù)碛懈鼘挼墓ぷ鳒囟确秶bc離子電池可以在-40℃到80℃的溫度區(qū)間正常工作,-20℃的環(huán)境下容量保持率接近90%,高低溫性能優(yōu)于鋰離子電池。
高安全性以及更寬的工作溫度范圍,以及疊加低成本,其實(shí)天然適合用于儲(chǔ)能領(lǐng)域。儲(chǔ)能電池不需要?jiǎng)恿﹄姵啬菢右筝^高的能量密度,更注重安全性和經(jīng)濟(jì)性,而且最好能適應(yīng)不同緯度地區(qū)的氣候條件,需要更寬的工作溫度范圍。
由此可見,在未來,隨著鈉離子電池技術(shù)的成熟,在動(dòng)力電池行業(yè)中,必然最終呈現(xiàn)出鈉離子電池與鋰離子電池共同發(fā)展的局面。
關(guān)鍵詞: 鋰離子電池