鈉離子電池蓄力產業(yè)化發(fā)展
最新的鋰精礦價格顯示,澳洲主力鋰礦公司Pilbara的拍賣價格為2350美元/噸,再創(chuàng)歷史新高,加上運費以及設備與折舊成本,年初至今從鋰礦里提取碳酸鋰的成本漲幅已超過230%。
伴隨著碳酸鋰價格的飆升,成本更低,資源存儲更豐富的鈉離子電池再次受到關注事實上,實現規(guī)模化生產后,鈉離子電池在安全性,成本等方面與鋰電池相比更具優(yōu)勢,但由于目前還在中試階段,大規(guī)模的實際應用將暫時受限鈉離子電池能否成為未來的主流動力電池主要應用在哪些領域
鋰電池供不應求引發(fā)行業(yè)焦慮
2020年開始,鋰電池行業(yè)經歷了大幅度的供需收緊行業(yè)研究機構中金公司數據顯示,截至2021年8月,電池級碳酸鋰價格已由2020年底部的3.95萬元/噸,增長至9.1萬元/噸,電池企業(yè)壓力陡增
需求的快速提升,是這一輪鋰鹽價格上漲最核心的因素最近幾年來,我國新能源行業(yè)保持高速增長,全國的新能源汽車產銷規(guī)模已于9月突破200萬輛
有業(yè)內人士預測,到2025年,全球鋰需求將迎百萬噸級需求增量,而鋰資源項目的開發(fā)具有不確定性,或難以匹配需求增長的速度和量級,鋰價抬升的預期進一步增加了電池企業(yè)的成本焦慮。
多重因素驅動下,今年7月,鋰電巨頭寧德時代正式宣布推出鈉離子電池面對投資者有關鈉離子電池量產預期的提問,寧德時代稱已啟動鈉離子電池產業(yè)化布局,2023年將形成基本產業(yè)鏈寧德時代的入局,讓鈉離子電池受到業(yè)內的高度關注,鈉離子電池替代鋰電池成為未來主流動力電池呼聲漸起
原材料成本有望降低30%—40%
鈉離子電池技術受捧并非偶然鈉離子電池使用的材料是鈉鹽,性狀穩(wěn)定,因此安全性較高此外,鈉資源更加豐富,除了氯化鈉以外,鈉鹽有碳酸鈉,硝酸鈉,硫酸鈉,硫代硫酸鈉等化合物,因此鈉離子電池的原材料不會像鋰電池一樣有儲量不足的擔憂一位來自中科院大連化物所的研究員告訴記者
鈉離子電池實現規(guī)?;a后,成本將低于鋰電池上述研究員認為,除了儲量豐富將極大緩解供應安全焦慮以外,鈉離子電池的成本,低溫性能優(yōu)勢顯著
根據鈉離子電池研發(fā)企業(yè)中科海納的數據,產業(yè)化后鈉離子電池原材料成本僅0.29元/瓦時,相比磷酸鐵鋰0.43元/瓦時的價格具有明顯優(yōu)勢,預計實際原材料成本將相對磷酸鐵鋰電池降低30%—40%。申建國介紹,與鋰電池結構一樣,鈉電池同樣由正極材料,負極材料,集流體,隔離膜,電解液和殼體,頂蓋組成。鈉電池通過替換鋰元素降低正極和電解液的成本,通過無煙煤降低負極成本,同時替換掉負極的銅箔之后,成本能有30%-40%的材料降幅。
據寧德時代介紹,其第一代鈉離子電池能量密度略低于磷酸鐵鋰電池,但在低溫和快充方面有明顯優(yōu)勢第一代鈉離子電池電芯單體能量密度達160瓦時/千克,在零下20攝氏度低溫的環(huán)境下,仍然有90%以上的放電保持率,高于鋰離子電池,低溫性能優(yōu)越常溫下,鈉離子電池充電15分鐘,電量可以達到80%
此外,在制造工藝方面,鈉離子電池已經可以實現與鋰離子電池生產設備,工藝的兼容,產線也能進行快速切換,可以實現鈉離子電池產能的快速布局。。
大規(guī)模應用尚需時日
記者了解到,寧德時代雖已推出鈉離子電池量產計劃,但在今年8月宣布的582億元募資的擬定項目,并不涉及鈉離子電池相關項目。
在業(yè)內人士看來,盡管鈉離子電池優(yōu)勢明顯,但現階段的制備工藝,體積質量以及較低的能量密度,都導致它短期內難以大范圍鋪開應用。由于現階段供應鏈不完整,生產工藝有待提升,樣品成本在0.6-0.8元/Wh,未來隨著技術成熟,規(guī)模擴大,理論上成本能降到0.2-0.3元/Wh。
實際上,鈉離子電池應用在主流動力場景仍存瓶頸中金公司的報告分析指出,由于鈉離子電池在能量密度上存在明顯瓶頸,短期內鈉離子電池對鋰需求影響有限,不影響未來五年內鋰供需走向緊缺的趨勢,長期來看,鋰在電池領域的需求剛性不會改變,鈉離子電池更傾向于作為鋰電池的差異化補充
鈉離子電池發(fā)展處于發(fā)展初期,一些技術問題還沒解決,距離真正的大規(guī)模產業(yè)化應用還有距離由于研發(fā)時間不長,相比鋰電池,鈉離子電池整體性能還有較大差距,材料性能還需進一步優(yōu)化此外,由于規(guī)模效應還未顯現,鈉離子電池的成本優(yōu)勢待挖潛上述研究員認為,基于鈉離子電池在能量密度,循環(huán)壽命以及環(huán)保性等方面的優(yōu)勢,鉛酸替代將是短期內的應用主戰(zhàn)場,有望在兩輪車,小動力以及低端儲能領域對鉛酸電池形成替代
盡管市場出現了鈉離子電池討論熱潮,但以目前的研發(fā)進展來看,應更多聚焦于技術研發(fā)攻堅在產業(yè)化條件尚未成熟前,市場不應一哄而上布局鈉離子電池上述研究員稱
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