巨头入局,政策加持,钠离子电池为什么火了

发布日期:2022-08-02

核心提示:如果我们一定要考虑新的电池,钠离子电池就是首选。中国工程院院士陈立泉曾在2021年中国电动汽车百人会上如是表示。陈立泉或许
       “如果我们一定要考虑新的电池,钠离子电池就是首选。”中国工程院院士陈立泉曾在2021年中国电动汽车百人会上如是表示。陈立泉或许没有想到,仅仅一年后,钠离子电池便受到了市场追捧。
 
  2022年8月1日,钠离子概念股持续走强。华阳股份(600348)盘中涨幅达5%,格林美(002340)、鹏辉能源(300438)、传艺科技(002866)盘中涨幅超2%。
 
  钠离子概念股走强绝非偶然,股价暴涨背后,一场行业巨变正在悄悄发生。
 
  随着储能需求加速和锂电池成本提升、供应链安全问题日益严重,钠离子电池不断获得政策、产业、资本加持,商业化落地渐行渐近。
 
  就在上个月,发改委等九部门印发《“十四五”可再生能源发展规划》,其中提出,研发储备钠离子电池等高能量密度储能技术。
 
  2021年10月,工信部曾表示,将梳理能源电子产业链,统筹资源支持钠离子电池等新型储能电池发展。以市场化手段为主,推动更加合理、更加高效的商业模式形成。
 
  而近一年来,在政策扶持下,电池巨头和初创企业们,更是纷纷杀入钠离子电池赛道,大规模量产已箭在弦上。
 
  2022年7月27日,传艺科技在投资者互动平台表示,截至目前,公司钠离子电池项目从技术层面虽已完成小试,但项目中试和量产等环节仍在建设过程中,公司将全力推动项目进展。
 
  而7月11日,宁德时代(300750)在投资者互动平台表示,正致力于推进钠离子电池在2023年实现产业化。
 
  在政策、产业、资本三方面作用下,钠离子电池已经坐上了千亿级风口。
 
  研究机构EVTank、伊维经济研究院联合中国电池产业研究院共同发布的《中国钠离子电池行业发展白皮书(2022年)》测算数据显示,考虑到钠离子电池各潜在应用场景对电池的需求量,理论上在100%渗透的情况下,钠离子电池2026年的市场空间可达到369.5GWh,理论市场规模或将达到1500亿元。
 
  或首先替代铅酸电池
 
  目前,钠离子电池有三种技术路线,其主要技术路径根据使用的不同正极材料来区分。
 
  第一种是使用聚阴离子型正极材料,具备性能可以实现快充,循环寿命长,但成本较高。
 
  第二种是普鲁士蓝类钠离子电池正极材料,能量密度更高但合成较为困难,目前有部分公司在布局。宁德时代即使用这种体系,而国海证券认为,普鲁士蓝类似物加工工艺的改进空间较大,未来尚有降本空间。
 
  第三种是层状氧化物材料,不过该正极材料中含有镍和钴,成本相对较高。中科海钠则在该路径中发现,铜具有镍、钴的性能,且铜的成本是镍的一半,是钴的四分之一,最终研制出铜基钠离子层状氧化物正极材料。
 
  中科海钠创始人胡勇胜称,在负极材料方面,中科海钠利用非常便宜的无烟煤,将无烟煤变成碳材料,最终经过简单地处理用在电池中作为负极材料,性价比非常高。
 
  真锂研究创始人、总裁墨柯认为,中科海纳虽然是初创型公司,但在行业里长时间深耕钠离子电池。所以,现阶段中科海钠的钠离子电池的技术能力,包括产品的量产能力未必会比宁德时代差。但是宁德时代的投入肯定会大得多,随着时间的推移,可能宁德时代在这方面的优势会越来越显著。
 
  中关村新型电池技术创新联盟秘书长、电池百人会理事长于清教则表示,当前钠离子电池技术尚不成熟,不同技术路线各有优劣,预计在未来很长一段时间内都将并行发展。
 
  他预测,钠离子电池的大规模应用,要看技术的成熟度以及成本因素,预计最先会在储能、低速电动车、电动两轮车等领域有所突破。
 
  目前国内电动两轮车普遍以铅酸电池为主,新国标明确规定整车重量不得超过55kg,而整车减重最直接的手段就是把铅酸电池替换成锂电池。
 
  但目前的电动两轮车、三轮车使用锂电池,价格会贵500-1000元,然而买电动车的人对价格很敏感,如果国家没有强制要求,两轮、三轮电动车要想实现电池锂电化替代较难。钠离子电池的出现,很大程度上兼顾了比铅酸电池更高的能量密度,和比锂电池更好的安全性。
 
  墨柯指出,如果钠离子电池真正要做到性价比优于锂离子电池,即便不能完全替代锂离子电池,至少会在一些对能量密度并不太在意的领域替代锂离子电池。
 
  更关键的是,钠离子电池可能会更多的替代铅酸电池。“因为到那个时候,钠离子电池跟铅酸电池比可能也有性价比优势。”墨柯说。
 
  曾无人问津
 
  钠离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。其主要应用在低速电动车、电动叉车、5G基站储能、家庭储能及大规模储能等领域。
 
  20世纪70年代,钠离子电池与锂离子电池的概念被同时提出,但结果却天差地别。
 
  由于钠离子的半径比锂离子大,导致相同材料的钠离子电池的容量只有锂离子电池的十分之一,科学家们纷纷放弃了对钠离子电池的研究,投身于锂离子电池的研发热潮中。
 
  在过去50年里,锂离子电池技术得到了快速发展。1990年,索尼率先实现了锂离子电池的商业化,而钠离子电池则一直无人问津。
 
  1990年至2000年期间,钠离子电池研究数量急剧下降。同期,锂离子电池的市场份额飙升。
 
  转机出现在2010年,由于锂资源的稀缺与分布不均,在全球可再生能源革命的背景下,仅靠锂离子电池难以支撑人类迈入电动化的能源之路。
 
  而钠离子电池的正负极材料均为地球储量丰富的资源,因此,钠离子电池得以重回行业前沿。
 
  从2010年开始,行业掀起了钠离子电池的研发热潮。2010年到2020年,钠离子电池的相关研究在这10年里迎来了井喷式增长,与钠离子电池技术相关的学术论文发表数量及专利数量也大幅增加。
 
  中国最早开展钠离子电池研发的机构是中科院物理所。2016年,中科院物理所的钠离子电池完成中试试验,产品商业化已经到了临门一脚的阶段。2017年,依托中科院物理所钠离子电池技术的国内首家专注于钠离子电池开发与制造的企业中科海钠注册成立。2021年12月,中科海钠宣布与三峡能源(600905)合作正在建设全球首条钠离子电池规模化量产线,规划产能5GWh,一期1GWh将于2022年正式投产。
 
  量产愈发临近,也让资本市场对钠离子电池企业趋之若鹜。近一年来,华为哈勃、碧桂园创投等机构也纷纷投资了中科海钠、众钠能源等钠离子电池初创企业。
 
  原材料储量更丰富
 
  钠离子电池在行业掀起热潮,与政府和市场推动不无关系。
 
  墨柯告诉时代周报记者,从政府的角度来看,虽然重心还是发展锂离子电池技术,但也乐意看到更多的电池路线。对钠离子电池这条路线,总体来讲,目前阶段应该是鼓励的。至于哪条电池技术路线最适合电动汽车市场,更多的还是要看电池技术本身。
 
  “中国新能源电池产业已走向市场主导阶段,不同的电池技术路线都有各自的适配应用市场,电池技术走向多元化是趋势,钠离子电池只是其中一种。”于清教告诉记者。
 
  在多种电池技术路线中,于清教较为看好钠电池的发展潜力。他认为,钠电池的主要优势是资源储量丰富,钠在地壳中的丰度是锂的1000倍以上。
 
  当前,锂矿已成为新能源汽车产业链上游的受制约环节,丰富的钠资源储备,可以有效避免此情况。
 
  事实上,钠离子电池较低的成本,也是其在市场走强的重要因素。
 
  “(碳酸锂)根本没有多余的库存,有关系都拿不到货。”一位碳酸锂企业负责人表示。
 
  目前碳酸锂价格处于历史高位,有市场消息传出,碳酸锂的现货已严重紧缺。上海钢联(300226)数据显示,7月11日,电池级碳酸锂涨1000元/吨至47.25万元/吨。
 
  而作为钠离子电池正极材料,1吨碳酸钠的价格只有2000元-3000元。
 
  另外,钠离子电池集流体均为铝箔,比铜箔成本低。以及,钠离子电池不含有贵金属或稀有金属,因此钠离子电池的BOM(物料清单)相比锂离子电池具有明显的成本优势。
 
  海通证券认为,理论上钠电池BOM成本比锂电池低20%,可以做到比磷酸铁锂的成本更低。
 
  同时,由于制造工艺与锂电池相似,现有的锂电池设备大部分可兼容钠电池的生产,也能节省企业投资成本。也就是说,钠离子电池与锂离子电池相比,工艺相同,但具备使用廉价元素的成本优势。
 
  还未进入产业化
 
  然而,碳酸锂的价格并非一成不变。当碳酸锂价格降到低位时,钠离子电池的低成本核心竞争力是不是还在?
 
  中科海钠CEO唐堃曾对时代周报记者表示,碳酸锂价格处于高位,不是持续的事情。尽管碳酸锂的价格最高达到了50万元,但早晚会降到10万元,到那时,产品侧是否还有竞争力,能否抗住碳酸锂的价格战将成为重中之重。
 
  规模和生产,目前都不是中科海钠的强项。“宁德时代拿到碳酸钠材料之后,过三、四个月做出来的电池,性能、稳定性可能比我们还好,那我们的竞争力是什么?”唐堃说,要利用积累的新材料体系,把护城河弄得再高一些,在专利布局和下一代材料的开发上做好。
 
  然而,在行业专家看来,钠离子电池还未开启产业化,低成本目前只是理论上的。
 
  “这个问题有点言之过早。钠离子电池在规模化应用前期,技术溢价之下,其成本预计比现有比较成熟的磷酸铁锂电池更高。”于清教表示,钠离子电池长期的优势主要在于钠资源的储量大、能量密度的提升。
 
  目前,从产业化的状态来看,锂离子电池赛道已经聚集了非常多的人力、物力、财力去推动技术发展,成熟度已经到了很高的阶段。
 
  墨柯指出,钠离子电池目前真正要推出产品的也没几家,可能国内也就2到3家,再加上几家表示要进入钠离子赛道的企业,整体上好像都没有超过10家,从业的企业数量非常少。另外,相关的技术人员,包括钠离子领域的相关投入,其实总体上都非常少。
 
  目前来讲,钠离子电池的技术成熟度属于比较初级的阶段,技术成熟度要达到锂离子电池的水平,还需要很长的时间。

 
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