去年7月,宁德时代对外首次发布了钠离子电池技术路线,既为自身与上游锂盐企业留足了谈判筹码,也为开拓新产业路线打下了基础。

彼时宁德时代透露,钠离子电池目前的短板在“产业链”,公司正致力完善产业链,力争在2023年实现产业化。

距离2023年已不足100天了,钠离子电池的产业化也进入了倒计时阶段。当然,钠离子电池产业链的建设也正如火如荼,尤其是在碳酸锂价格持续上涨的背景下,业界对钠离子电池的未来“更有信心”,也更有干劲。

据了解,国内钠离子产业链从钠电池,到正极、负极、电解液、铝箔、碳纳米管等各环节的建设正有序推进,钠离子电池2023年产业化基本无悬念。

呼声高涨,钠离子电池产业链布局明显加快

锂价居高难下 对钠电池呼声增高

市场数据显示,截至921日,电池级碳酸锂价格已高达51.40万元/吨,近几日持续上涨。“火上浇油”的是,920日,澳大利亚锂矿商皮尔巴拉(Pibara)举办了第9次锂精矿拍卖,拍卖成交价格为6988美元/吨,创历史拍卖价新高。

本次拍卖矿石量为5000吨,精矿品位5.5%,按照90美元/吨的运费测算,折合电池级碳酸锂成本51万元/吨。

锂盐头部企业天齐锂业表示,下游电池厂商的扩张速度快于上游的锂供应增量,导致锂产品供应将在短期到中期内继续处于较为紧张的局面,锂行业供需格局要达成真正的平衡还需要一定的时间。未来18个月,锂盐可能仍将处于供不应求的状态。换言之,整个2023年碳酸锂价格仍有望维持高位,甚至可能会再创新高。

碳酸锂价格的高企,无疑大大抬升了电池成本。但另一方面,全球新能源汽车、储能产业发展持续向好,动力、储能电池需求也将维持高增长态势。出于降本考虑,寻找价格更为低廉的电池作为互补甚至替代是必然选择。

相比碳酸锂的50万元/吨高位,碳酸钠不仅价格低廉,仅为2739/吨(重质纯碱,2022921最新价格),而且提钠简单,储量丰富。因此供应链更加安全。最重要的是,因为储量非常丰富,不必担心价格被恶意炒作或被海外“操控”。

实际上,在大规模产业化之后,钠电池的成本优势不仅仅体现在钠原料丰富一环,从正极、电解液、集流体等各种材料上均有不同程度的价格优势。

正极材料源头方面,前面已经介绍了碳酸钠与碳酸锂数倍的价格差距。

电解液方面,锂电池使用的六氟磷酸锂是通过碳酸锂、氢氟酸及五氟化磷合成,其中每吨六氟磷酸锂要使用0.25吨碳酸锂,碳酸锂每涨价10万元,六氟磷酸锂的成本就会增加2.5万元。而钠离子电池的电解液因碳酸钠成本比较低,总体成本更有优势。

锂电池负极集流体使用的是铜箔,而在钠电池中,负极集流体可以使用成本更低的铝箔,使得其成本也更有优势。

中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙表示,从理论上而言,钠离子电池相较于锂离子电池材料成本能够下降约30%左右,“但目前钠离子电池的各种材料主要以各研发企业自主开发为主,尚未产业化,其实际成本仍然比锂离子电池高,因此钠离子电池需要产业化发展,降低配套材料的制造成本。”

未来,随着关键材料硬碳产业规模化应用,也有望在成本上实现突破。

呼声高涨,钠离子电池产业链布局明显加快

产业链布局提速

在动力电池龙头宁德时代的带动下,钠离子电池产业链布局今年明显加快,各环节都已经有头部企业进来。从目前各环节的布局进展来看,2023年实现产业化并非“PPT”,而是将真正成为推动钠离子电池产业化的元年。

近日,七彩化学和美联新材先后发布公告称,双方计划共同投资25亿元,建设年产18万吨电池级普鲁士蓝(白)项目,致力于钠离子电池正极材料普鲁士蓝(白)系列产品的研发及产业化,助推钠离子电池产业发展。

同在钠离子电池正极材料方面,当升科技表示,公司采用特殊微晶结构前驱体以及材料结构调控解决了钠电池正极材料关键技术瓶颈,并推出了新一代钠电正极材料。据悉,当升科技钠材料新产品SNFM-K3比容量达到了177.2mAh/g,首效倍率达到91.3%的突破。容百科技透露,其钠离子正极材料也有望在2023年开始批量供货。

超威旗下安力能源公司的“钠盐电池用高比能量正极材料”也已经取得明显进展,将加速量产;美联新材的普鲁士蓝正极材料50吨中试生产线已投产;传艺科技透露,目前公司自产正极材料已经有两款产品可以量产;瑞泰新材表示,公司钠离子电池材料目前处于中试阶段。此外,振华新材、邦普循环、格林美等多家上游材料企业也在加快材料布局。

目前钠离子电池的负极材料主要有无定形碳(硬碳,软碳)、合金类、过渡金属氧化物等。中金公司分析,负极的硬碳材料更有望率先实现产业化突围,目前包括宁德时代、贝特瑞、璞泰来和中科海纳等都在布局。

电解液方面,多氟多已经基本实现六氟磷酸钠的商业化落地;新宙邦已有小批量的钠离子电解液产品实现交付与验证。

事实上,在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺兼容,产线可进行快速切换,完成产能快速布局,而随着钠离子电池产业链的不断完善和成熟,将可快速实现产能落地并推向市场。

兴业证券预计,钠离子电池配套产业链将在2023年初步形成。当产业链各环节配套到位后,钠离子电池的生产成本相比磷酸铁锂将会具备明显优势。

目前钠离子电池能量密度集中在90-140Wh/kg区间,部分企业已经做到160Wh/kg,根据宁德时代规划,其第二代钠离子电池能量密度有望做到200Wh/kg

从应用场景来看,业内人士指出,在电动汽车领域,从能量密度看,钠离子电池是锂离子电池的补充,但并不能彻底改变电动汽车电池的发展方向,“在3-5万元的微型纯电汽车领域,钠离子电池会具有较大的市场前景。”

在储能和电动轻型车市场,钠离子电池有望凭借低成本、长循环寿命等特性“大展拳脚”。

分析人士指出,当前,碳酸锂价格一直高企,电池企业成本压力持续不减,以宁德时代为代表的企业开始推进钠离子电池的产业化,一方面可以降低对上游碳酸锂等材料的依赖,增加新的技术路线;另一方面也为电池企业试图增加自身在产业链中的谈判筹码提供一种可能,为降本作准备。

 


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作者 lv, mengdie