锂钠争锋,钠电池何时成事?

财经网 2022/12/28
导语

锂电产业链中下游苦高锂价久矣,眼看着产业链利润不断向上游集中,除了费尽心力争抢锂矿,众多企业更希望找到替代材料从根本上打破锂垄断。于是,以储量更丰富、成本更低的钠为主要材料的电池方案再次受到重视。

今年以来,锂价一度直线飙升,“锂焦虑”催化下,钠电池的产业化进程也明显加速。尤其是比亚迪在年底前掀起的新能源汽车涨价风波,将主因归结于“全球原材料价格持续大幅上涨”。更让频传计划量产上车的钠电池迅速成为年末车市的“新风口”。

不过,在企业和券商高喊钠电产业元年在即的同时,认为钠电池产业“道阻且长”的声音也不少。在技术瓶颈、产业链培养、成本,以及产品稳定性验证等方面,当前钠电池产业仍面临重重尚待解决的问题。

不完全统计,已经有50余家企业集聚钠电池制造,以及正负极、电解液等关键材料环节,正在“理想”与“现实”博弈的过程中,向高锂价宣战。

上市公司争相布局

动力电池和储能终端需求持续增长,被视为下一阶段电池研发的重要技术路线的钠电池,也引得玩家争相布局。

目前,入局钠电池制造领域的企业,既包括中科海钠等钠电初创企业,也有宁德时代为代表的诸多锂电企业,以及一些“闻风而动”的跨界者,如生产键盘和鼠标的传艺科技。

作为国内第一家专注钠离子电池研发和生产的公司,中科海钠在整个钠电池研发和量产进展也最快。

近期,中科海钠(阜阳)全球首条GWh级钠离子电池生产线产品下线,阜阳海钠也成为全球首家实现GWh级钠离子电池规模化生产的企业。这被认为是钠电池产业化发展的重要里程碑。

有业内人士透露,中科海钠在材料包括正负极、电解液研发和生产能力都是领先的,产品成熟度比较高,目前基于硬碳负极已经可以做到4500次循环,技术布局也走在最前面。下游应用以储能为主。

成立于2017年的中科海钠脱胎于中科院,目前还没有上市,但已经获得华为旗下的哈勃投资、海松资本、聚合资本等头部机构投资,不少投资者表示,现在想投资中科海钠,都要“排队”。

钠电池的乘用车应用方面,作为全球动力电池巨头的宁德时代备受瞩目。

2021年7月29日,宁德时代率先正式发布了第一代钠离子电池,常温下充电15分钟,电量可达80%以上,电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg,为当时全球最高水平,略低于磷酸铁锂电池,而其下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg。

近期,宁德时代也再次确认,钠电池2023年实现产业化的计划不变。宁德时代公司董秘蒋理曾透露,第一代能量密度会略低于铁锂,但上车使用问题不大;出货规模要看客户需求,产能扩张和复制很快。 

财经网注意到,锂电企业对于钠电池的热情普遍高涨。国内动力电池装机量前十中,宁德时代、比亚迪、国轩高科、蜂巢能源、欣旺达、亿纬锂能、孚能科技七家企业明确宣布进军钠电池领域。欣旺达钠电池样品已经在进行测试验证,孚能股份也处于送样阶段。

除上述企业之外,传艺科技、鹏辉能源、蔚蓝锂芯、同兴环保、华阳股份、圣阳股份、海四达、派能科技、维科技术、百川股份等上市企业都纷纷入局钠电制造。

进展比较快的,鹏辉能源的钠电池处于客户送样测试阶段;传艺科技动作十分紧凑,6月底宣布进军钠电池,10月底宣布进入中试阶段,钠电池产品近期开始陆续送样,一期4.5GWh钠离子电池中试线设备已经在安装调试,预计明年3、4月投产;华阳股份则参股中科海钠8%;蔚蓝锂芯也与钠电中科海钠达成了合作,推进圆柱钠电池开发。

钠电和锂电原理结构类似,国内也基本形成了完整的产业链。正极材料方面有容百科技、振华新材和美联新材等;负极材料有贝特瑞、杉杉股份等;电解液有多氟多、天赐材料等;集流体有鼎盛新材、明泰铝业和宝明科技等。多氟多也布局了电池制造领域,已经有小批量成品下线。

产业化之问

不可否认,越来越多企业加入所形成的合力,将钠电池很快推向了产业化前夕。但钠电池究竟距离产业化还有多久,一年还是更长时间,尚存在很大的争议,这争议背后则是钠电池产业面临的诸多现实问题。

首先就是最为基本的技术问题。中国电池产业研究院院长吴辉指出,钠离子电池的缺点是钠元素分子量较高,钠离子电位更高,体积更大,在嵌入正负极时易使极片材料发生较大的体积变化。因此,钠离子电池在材料结构稳定性和动力学性能上要求更为严苛。“故钠离子电池存在能量密度低、倍率性能欠佳、循环寿命短等相对劣势。这些技术缺陷大大制约了其应用市场以及产业化进度。”

能量密度低、倍率性能欠佳、循环寿命的劣势,确实是钠电池下游应用当前最为关注的问题。

某钠电铁源供应商对财经网透露,自己手上几个客户都说明年量产的,但感觉不会那么快,因为他们产品目前的销量并不好。“竞争力不如磷酸铁锂。产品性能没有它好,技术么那么成熟。”

“现在测算下来钠电成本比磷酸铁锂还高一些,上下游供应链应该说感觉没有锂电那么成熟,倍率、寿命都差很远。”另一家钠电正极材料供应商对财经网如是说。

循环寿命方面,尽管有钠电企业称已经把储能做到实验室级别五六千次了,但有钠电企业人士指出,除非用聚阴离子,或者是用水系电解液,不然现在的技术是做不到的,国内应该是没有能做到的。如果他们这样宣传肯定是以牺牲别的性能为代价来做的。

除了技术成熟度,钠电池产业化最重要标志就是上下游打通。尤其是像宁德时代等需要材料外采的企业,上游材料供给保障,对实现产品量产更为重要。但目前,产业链还没有培育成熟,也导致钠电池关键的成本优势无法发挥。

据了解,正极方面,容百科技称2021年达到吨级送样并启动层状氧化物正极的研发,2022年实现层状氧化物吨级送样,但目前实际供应还是公斤级。当升科技、瑞祥新材、长远锂科也都在做正极材料,也都是公斤级。

负极包括硬碳和软碳,以硬碳为主。日本著名的综合类化学工业集团可乐丽做硬碳较早,比亚迪、宁德等都在用可乐丽的负极。不过,可乐丽成本高一些,大概在十万,产能也不大。

国内贝特瑞仿可乐丽的技术路线,成本稍微便宜一些,但也没有达到理想成本。据业内人士透露,理论上成本在六万左右,但目前贝特瑞差不多八九万。百斯德用树脂做原料,原材料成本会便宜一些,但是还没有量产,克容量也会比贝特瑞低一点。

电解液方面,今年10月多氟多表示,公司产品六氟磷酸钠已正常供应市场,但年产能约1000吨。天赐材料则比多氟多还要慢一些。

据业内人士透露,电解液理想价格是每公斤四百块,但现在卖八百块钱,贵了一倍。负极也是,量产规模化像石墨一样,卖五六万一吨比较合理,现在也贵一倍。

据民生电新研究报告测算,当前钠离子电池尚未规模化生产,磷酸铁锂电芯的成本在0.75元/Wh,钠离子电芯的成本在0.75元/Wh,两者基本持平。甚至有消息称,目前,有钠电池的实际生产成本超过1元/Wh。

而规模化除了事关降本,也是良率的关键。上述钠电企业人士表示,自家钠电现在良率不好。如果环境控制不好,管道容易凝胶堵塞。“现在整个供应链并没有量产,规模化,一致性确实不行,就是因为原料,还有一些工艺,没有规模化,不是很成熟。”

值得一提的是,目前沉淀下来正极主流的技术路线有三个,分别是层状氧化物、普鲁士材料和聚阴离子,各有优劣。

真锂研究首席分析师墨柯认为,技术路线上太分散也是限制钠电池产业化一个很重要的原因。“当大家选择不一样的时候,最终还要交由市场选择,这里面就有一些不确定性。材料厂商往往会选择某个电池厂商合作形成配套生产,一开始并不会制定庞大的生产计划,前期肯定还是尝试的过程。”

此外,正常一款电池产品从市场调研和需求识别—总体方案设计—产品研发—研究测试—设计定制—量产所需要的周期。吴辉表示,在客户方面认证通过时间一般由半年到一年不等,当产品小规模应用后,问题的出现与反馈也要经历至少一到两年的周期。

目前,除了进度较快的中科海钠和华阳股份实际已经拥有1GWh的产能,绝大多数企业仍处在小样或中试阶段,应用端也主要是用于测试。

财经网了解到,钠电池业化时间方面,企业、券商和产业专家存在较大分歧。企业、券商称明年实现产业化,而多位产业专家认为,明年不太可能量产。他们预测,钠电池产业化过程最低也需要两年左右,甚至三到五年。

钠电池能否分庭“抗锂”?

20世纪70年代末期,人们对钠离子电池和锂离子电池几乎同时开展研究工作,但由于受到当时研究条件的限制,使得钠离子电池在早期研究处于缓慢和停滞状。自2010年起,在锂价飞涨之际,钠离子电池以其低成本潜力价值,重新获得众多研究机构的青睐,钠电池产业进程加倍提速。

从产品性能来看,钠离子电池在低温、安全、快充等性能指标上表现优于锂离子电池,相较于锂电池,钠离子电池具有资源储备量极丰富、成本低的优势,但在能量密度方面落后于锂电池。两者的下游应用场景均涵盖电动汽车和储能,主要与磷酸铁锂应用场景重叠较多。

然而,很大程度上,钠电池的使命就是对抗高锂价,其性能天花板决定了其不能够替代锂电池。钠电池能量密度能勉强达到200Wh/kg,也就是磷酸铁锂电池的平均水平,三元锂电池的下限水平,就只能是作为锂电池的补充,甚至可以说是一个退而求其次的选择。

这一点从宁德时代的动作可见端倪。去年7月,宁德时代刚召开第一代钠电池发布会。8月,紧接着就抛出了582亿元的天价定增,加码的却是锂电池。

有分析就指出,锂电池原材料涨价严重,作为锂电池龙头,宁德时代感受极为深切。而宁德时代发布钠电池的很重要的目的,就包括对锂电池原料供应商形成威慑,成为议价筹码。

因此,在锂价高涨时,钠电池被寄予“狙击锂价”的厚望,但锂价下跌到一定程度,钠电池的价值还有多大,也是当前值得关注的事情。

日前,电池碳酸锂价格在站上60万/吨高点后,已经连日下跌到53.25万/吨。有消息称,实际成交价格已经跌到41万多。而且,近日下跌还有加速之势。

长期来看,锂资源势必不会短缺。资源总量上讲,锂并不算稀缺,且随着锂资源不断扩产,当前产能规划已经被认为超过锂产品的需求。结合盐湖提锂技术提升、锂电池回收产业发展,业内大多观点认为明年碳酸锂或将迎来拐点。

乐观一些的,高工锂电董事长张小飞预计,2023年上半年,碳酸锂供需紧张的情况仍将持续,碳酸锂价格大概率维持在52万元以上;下半年开始供需关系缓解,预计维持45万元以上;到了2024年,碳酸锂价格有望降至40万元以下。

但对锂价悲观一些的,墨柯则对财经网表示,接下来一段时间(比如半年内)会震荡,但总体会呈现下行态势,明年下半年预计单边下行趋势会确立,碳酸锂年底会降到20万。

国际知名投行高盛更是预计,2023年碳酸锂价格会下跌到10万元/吨,且会持续过剩。

有分析指出,作为一种应对锂资源枯竭的技术储备,钠电池也是有价值的。只不过,投资钠离子电池真正的窗口期,需要等待锂资源出现枯竭的苗头。

不过,从另一方面考虑,作为新能源汽车产销第一大国,我国锂原料的对外依存度高,2021年达到66.7%。而随着锂矿“战争”,从商战逐步向国家间的能源较量转变,诸如近期南美三国要成立锂业“欧佩克”,以及加拿大要求三家中国公司剥离在加关键矿产投资。从战略资源安全角度,有一些观点认为钠电池仍应被重视。

但即便如此,钠电池可能还要想办法跑赢盐湖提锂技术提升、锂电池回收产业发展等的速度。

要知道中国的锂资源储量位居世界第六,百分之八十以盐湖形式存在。此外,中国新能源汽车累计销量在全球占比超50%,意味着可回收的锂相应丰富。

而且,刚刚结束的中央经济工作会议也表示,加强重要能源、矿产资源国内勘探开发和增储上产,加快规划建设新型能源体系,提升国家战略物资储备保障能力。

编辑: 姚悦
关键字: 钠电池 宁德时代

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