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宁德时代再掀电池革命钠电池能否替代锂电池

放大字体  缩小字体 2021-08-11 18:39:23 来源:新浪财经综合
宁德时代再掀电池革命钠电池能否替代锂电池

  来源:英才杂志

  作者|刘超然

  随着宁德时代发布钠离子电池,7月29日上午,钠离子电池板块开盘走高,欣旺达涨近9%,圣阳股份、宁德时代、鹏辉能源跟涨。拉涨背后,龙头宁德时代的全新布局,让这一领域更受关注。从2020年年底开始,随着上游锂的供需不平衡,锂的价格不断上扬,碳酸锂的价格就从3.8万元/吨涨至9万元/吨,涨幅超过130%。

  随着全球能源改革,下游新动力汽车的产能释放加速,上游锂电池原材料的供应出现明显缺口,2021年7月29日,澳洲锂矿巨头Pilbara将其锂精矿拍卖出1250美元/吨价格,该价格达到了历史新高;电池制造商股票的Solactive全球锂指数2021年已上涨32%,攀升到了历史新高。

  国内市场,从2020年7月至今,锂矿板块累计涨幅已达到250%,大幅度跑赢沪深300指数。2021年中国最大的锂材料生产商赣锋锂业股价上涨近100%,8月2日,其股价更是超过了200元/股,市值一度达到2800亿元,一跃成为全球最大的锂材料公司之一;同时,另一家锂矿巨头天齐锂业过去一年最高涨幅超过450%,总市值直逼1600亿元的历史新高。

  价格疯涨的背后,反映出市场对锂电池原材料的需求,据统计,全球锂电池产品结构中,电动力汽车中锂电池占比在46.7%左右,在笔记本电脑和智能手机增量逐渐放缓的趋势下,电动汽车成为了锂电池新增量的主力军,而上游锂矿原料的供给缺口大概率会在未来长期存在。

  钠离子电池凭什么抗衡锂离子电池?

  成本优势明显

  相比于市场熟悉的锂离子电池而言,钠离子电池受到市场关注的焦点在于其应用前景以及应用的可行性与可持续性,甚至安全性。实际上,钠离子电池与锂电池的核心工作原理大同小异,仅仅是动力电池多元化发展的一个分支。而且锂离子动力电池的存在时间更长,市场对其更加认可,认知层面更加熟悉,当新技术出现的时候,人们往往会持有怀疑态度,因此其实钠离子电池在没有真正量产且应用之前,市场需要一个适应和接受的过程。

  根据宁德时代在发布会上的产品介绍,本次第一代钠离子电池的电芯单体能量密度已经达到160Wh/kg,与磷酸铁锂动力电池相当。同时,公司的研发团队在前人的研究基础上,创新性地对材料的体相结构进行电荷重排,对材料表面进行重新的设计,解决了材料在循环过程中容量快速衰减这一世界性的难题,使创新的材料具备了产业化的条件。在发布会上,公司还提出第二代钠离子电池能量密度将升级至200Wh/kg。

  在常温状态下,钠离子动力电池充电速度可以得到大幅度提升,仅需充电15分钟就能实现80%电量,由此可见,在搭载钠离子动力电池的电动车,可以满足对短途和日常通勤等应用场景。

  电动车存在低温下供能不稳定的痛点。在低温状态下,相比锂离子电池,钠离子电池的化学性质更为稳定,在低温环境中表现明显优于锂离子电池。据数据显示,在零下20℃的低温环境下,钠离子电池放电保持率可以保持在90%以上,如果钠离子电池的推广可以解决低温供能的痛点,也可以帮助电动车车企打开低温地区市场。

  然而,钠离子电池最核心的优势在于可以填补锂离子电池供应短缺的问题。当前,市场预计国内新能源汽车销量未来5年复合增长率将在40%左右;2025年有望超过800万辆,这一数量将是2020年的6.4倍,是2021预测260万辆的3.3倍。这样的高速增长必然会导致上游原材料的供给缺口,从而引起原材料涨价,这也是近期锂电池、盐湖提锂概念如此火爆的核心逻辑。

  钠离子电池相比锂离子电池,有着明显的成本优势:钠资源在地球上的资源量是锂的423倍,且钠资源在全球的分布较为均匀,而锂资源75%分布在美洲,极不不均匀。因此钠资源的价格远远低于锂资源,仅为后者价格的1.33%,这意味着,钠资源相比更容易市场化;

  而且蓄电池负极来看:钠与铝不会发生反应,钠离子电池的正负极集流体可以使用成本低廉的铝箔;但锂与铝会发生化学反应,这导致锂离子电池的负极集流体只能使用成本更高的铜箔;再看电池的正极:钠离子电池的正极可采用廉价的过渡金属,相比锂离子电池正极材料可以有效降低成本。综上,相比锂离子电池,钠离子电池的成本可以少40%左右。

  “此消彼长” or “协同发展”

  难言替代

  宁德时代在7月29日收盘后的15点30分发布了钠离子电池的新技术,但是从二级市场的反应来看,并没有很大的反映,这只电池龙头的股价并没有大幅度波动,维持在区间震荡。

  推测其原因,首先钠离子电池的硬伤还是比较明显:能量密度不足。当前磷酸铁锂电池的能量密度可达200Wh/kg以上、三元电池约240Wh/kg,而钠离子电池仅100-150Wh/kg,即使宁德时代当前发布的钠离子电池能量密度可以达到160Wh/kg,与锂离子电池的差距也很明显,而且即使公司也曾表示将在下一代钠电池中提升钠离子电池的能量密度超过200Wh/kg,但是当前产业链的不完善,令这一全新动力电池仅仅暂时是“概念”,钠离子电池的性能、成本控制及适配应用场景等有待进一步检验,距离真正产业化应用普及还有一定距离。

  长期来看,随着电力需求的提升,全球发电结构的清洁化转型加速。光伏、风力发电将成为低碳电力的增长主力军。由于光伏、风力发电等可再生能源有间歇性、发电不稳定的痛点,需与储能器件和储能系统相匹配,储能材料的发展将进入加速通道,而最上游的材料成本、稳定性等因素也将成为关键要素。

  现在来看,钠电取代锂电并不现实。钠离子虽然有众多优点,但化学的电化学极限较低。可以预见,未来钠离子电池与锂离子电池应该是同时存在、部分替代、互补协同的关系。根据不同的应用场景,锂离子电池可专注于高比能储能领域,钠离子电池可发挥其成本和规模优势精耕于中、低比能场景,最后各司其职,协同发展才是方向。

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责任编辑:陈志杰

原标题:宁德时代再掀电池革命钠电池能否替代锂电池

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