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平抑锂电池需求,钠电池上位

2021-10-08shoot

电脑报 2021年38期
关键词:钠离子宁德储能

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锂电池热度不减

国内动力电池龙头宁德时代,最近动作频频。

在中秋节前,宁德时代透露,明年将有一条钠离子电池(下称钠电池)产线投入生产。这意味着,宁德时代在开发出适合的钠电池正负极材料和电解液之后,再一次加速了钠电池的产业化。

在此之前的7月29日,宁德时代才刚发布第一代钠离子电池,并号召上下游共同开发钠电池,预计到2023年形成基本产业链。据介绍,这款钠电池电芯单体能量密度达到了160Wh/kg,已接近磷酸铁锂电池相关指标。

宁德时代研究院副院长黄起森称,预计下一代钠电池将突破200Wh/kg,这对于低端电动车动力市场来说将是颠覆性的消息。以五菱宏光的Mini EV为例,电池包质量一般,能量密度最高在100Wh/kg左右,一旦成本更低的钠电池实现量产,就可以直接替代其所用的低性能碳酸铁锂电池。

市占率排名第一的宁德时代为什么选择此时将钠电池推至聚光灯下?原因是锂电池太过火热,而钠电池与锂电池又有极高的相似度,是锂电池目前最理想的替代品。

锂电池需求暴增,最直接的原因就是新能源汽车的崛起。采用动力电池的新能源汽车,自2020年下半年开始出货量快速提升。根据EV volumes数据,2020年全球新能源汽车的销量为324万,而2019年同期为226万,同比增长了43.36%。

宁德时代董事长曾毓群发布公司第一代钠电池

在以动力电池驱动的新能源车型(BEV)中,动力电池成本占比将近40%。BEV出货量大幅提升,直接推动动力电池市场规模持续扩大。

据SNEResearch数据显示,2020年以锂动力电池为主的全球车用动力电池装机量同比增长17%,达到137GWh。宁德时代和LG新能源2020年出货量分别为50GWh和48GWh,占据了全球电池市场的半数以上,逐渐呈现双寡头格局。在国内,宁德时代以总装机量31.79GWh无悬念夺冠,且大比分领先其他对手,占国内市场总装机量的一半。

除了疯狂的新能源汽车市场,还有一个大市场也在争夺锂电池。

在2030年碳达峰、2060年碳中和的目标要求下,政府明确提出,要建立“以新能源为主体的新型电力系统”,并点名风力发电和光伏发电。但清洁能源有发电不稳定的特点,想把这些清洁能源接入电网,需要调节和辅助手段才能支撑,储能就是实现灵活调节的主要手段。

钠电池成本优势明显

除去抽水蓄能,在現有的新型储能技术中,锂电池为代表的电化学储能最为成熟,具备大规模应用条件。2020年,中国已投运储能项目累计装机规模35.6GW;其中,抽水蓄能规模最大,占比89%,累计装机31.79GW;电化学储能累计装机为3.27GW,占比9.2%,其中锂离子电池装机占比超过75%以上,占主导地位。

储能市场早已经让电池厂商尝到甜头。宁德时代半年报显示,2021年上半年,储能业务收入同比增长7倍,在整体收入的占比升至10.6%;特斯拉也有太阳能电池板和储能业务,2021年第二季度,收入同比增长超过60%。

钠逊于锂,为何吃香?

选择钠电池的另一个理由在于钠离子本身的特性,以及锂、钠电池生产线易兼容的特性。

对于锂电池和钠电池的研究都是在20世纪70代石油危机之后开始的,甚至钠电池的研究还早于锂电池十几年。

在元素周期表中,锂和钠是距离最近的同主族元素,两者的化学性质也非常相似:扔到水里都会爆炸,也都能用来搬运电荷做电池。据中科院物理研究所容晓晖介绍,由于锂离子的重量和体积比很小,锂电池凭借优秀的电化学反应,率先实现产业化,成为了从消费电子产品到电动汽车等移动储能设备,再到应急电源或储能电站等半移动或固定储能装置的必要元件。

而钠电池却因钠离子质量比锂离子大三倍,电池容量低、循环寿命短等短板,长期坐冷板凳。直到2010年以后,才陆续有研究人员把钠电池这项老技术捡起来,我国首家钠离子电池公司中科海钠就成立于2017年。

钠电池与锂电池工作原理也类似,都遵循脱嵌式的工作原理,它们的不同主要在于正负极材料、电解液不同,尤其是正极材料的区别。在正极上,有合金类、金属氧化物类和碳材料等选择,而负极材料则包括聚负离子类、普鲁士蓝衍生物、层状氧化物类等。

钠元素与锂元素属同一主族,化学性质相似

丰富的资源储备是宁德时代现在选择转向钠离子电池的重要原因之一。锂元素在地壳中的含量仅为0.0065%,在未来,“白色石油”锂资源也面临枯竭危险。但钠资源储量非常丰富,地壳丰度为2.64%,是锂资源的440倍,且钠资源分布广泛、提炼简单。有市场人士形容,我国锂的储量与国内锂电池市场的火爆完全错位,“而钠离子是海里要多少有多少”。

新能源汽车产业链火爆,从上游资源端到电池厂商,再到终端汽车厂商,均开启“抢锂模式”。截至2021年9月22日,中国国内电池级碳酸锂报15.5万元/吨,较年初上涨187%;电池级氢氧化锂报15.3万元/吨,较年初上涨181%。一众锂业上市公司甚至盐湖提锂技术概念股随风而起,有的股价半年来翻了三四倍。

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