鋰電池還沒(méi)造明白,鈉電池要來(lái)?yè)屔饬耍?/h1>
作為一項全新的技術(shù),鈉電池才剛剛開(kāi)始邁入商業(yè)化進(jìn)程。
動(dòng)力電池,又出“新花樣”了。
在本月的寧德時(shí)代的股東大會(huì )上,寧德時(shí)代董事長(cháng)曾毓群透露出鈉離子電池的最新消息:該技術(shù)已經(jīng)成熟,7月份左右就能發(fā)布。
隨著(zhù)鈉離子電池一夜走紅,資本市場(chǎng)聞風(fēng)而動(dòng),鈉離子電池概念股順勢大漲。
那邊,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的鋰電池路線(xiàn)之爭還未停歇,這邊,鈉電池就要來(lái)?yè)屔饬耍?/p>
鈉離子電池是什么?
嚴格而言,鈉離子電池算不上一個(gè)新概念,在鋰離子電池剛開(kāi)始商用化的同時(shí)期,鈉離子電池同樣受到科研界的追捧。
但由于能量密度上的優(yōu)勢,鋰離子電池率先脫穎而出,并被大多數廠(chǎng)家接受,這也讓鈉離子電池的發(fā)展陷入了停滯。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),動(dòng)力電池的原理,是依靠金屬離子在正極和負極之間移動(dòng)脫嵌來(lái)充放電,因此只要能產(chǎn)生氧化還原反應,理論上都可以被設計成電池。
從元素周期表來(lái)看,鈉與鋰同屬于堿金屬主族,鈉擁有與鋰相似的物理和化學(xué)特性,自然被適合用作電池技術(shù)。
但電池這個(gè)系統乍看起來(lái)原理簡(jiǎn)單,實(shí)際上其背后牽扯到材料學(xué)、無(wú)機化學(xué)、有機化學(xué)、物理甚至熱力學(xué)、機械加工等諸多問(wèn)題,這也造成了電池行業(yè)想取得革命性突破非常困難。
除了鈉電池之外,2000年誕生的鎂電池,一度被認為是取代鋰電池的最佳選擇,但在推廣過(guò)程中,同樣因為能量密度與商業(yè)化原因,逐漸沉寂在市場(chǎng)的汪洋里。
除了以上兩種新概念電池外,爆紅過(guò)的石墨烯電池和超級電容器,都達不到鋰離子電池這般高能量、高功率密度,和相對可靠的壽命和安全性。
也因此,在鋰離子電池占據了絕大部分的動(dòng)力電池市場(chǎng)之后,后續新概念電池的商業(yè)化之路走得都不順暢,在電池技術(shù)有真正意義上的“里程碑式的突破”之前,鋰電池依然會(huì )占據主流地位。
但鋰電池的發(fā)展存在一個(gè)隱患:盡管鋰元素在自然界中的豐度較高,不過(guò)具備經(jīng)濟開(kāi)采價(jià)值的資源有限,并且集中在南美、西澳等地區,多數國家都需要進(jìn)口。
隨著(zhù)智能汽車(chē)風(fēng)口的再次到來(lái),電池的更新革命已經(jīng)勢在必行,伴隨著(zhù)鋰電池在汽車(chē)動(dòng)力電池的需求日趨增長(cháng),業(yè)內已經(jīng)注意到鋰資源的匱乏以及全球分布嚴重不均的問(wèn)題。
從行業(yè)來(lái)看,我們可以將鋰電池區分成兩個(gè)主要發(fā)展方向,分別是動(dòng)力電池和便攜式儲能。在過(guò)去十年中,鋰電池的出色性能,帶動(dòng)鋰電池在動(dòng)力電池路線(xiàn)上的技術(shù)突破。
而在儲能領(lǐng)域,由于頭部企業(yè)開(kāi)始注重價(jià)格競爭,高成本的鋰電池不再擁有優(yōu)勢,這條路線(xiàn)已經(jīng)逐漸進(jìn)入后鋰電時(shí)代。
在供需關(guān)系的影響下,鋰資源正逐漸傾斜于動(dòng)力電池這一方向,而便攜式儲能需要有新的材料去替代。這時(shí)候,量大價(jià)優(yōu)的鈉電池就逐漸又回到了科研界的視野。
“搶鋰大戰”帶動(dòng)鈉離子發(fā)展
當下,鋰資源的搶奪,已經(jīng)在上游材料的價(jià)格上逐步體現。隨著(zhù)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的火熱以及儲能的鋰消耗,碳酸鋰等上游原料價(jià)格在一年里價(jià)格暴漲。
在需求端,由于技術(shù)端在近些年逐步解決了磷酸鐵鋰電池的能量密度低的問(wèn)題,磷酸鐵鋰電池憑借高性?xún)r(jià)比優(yōu)勢逐漸反超三元鋰電池,同時(shí)帶動(dòng)了碳酸鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。再加之5G利好儲能基站的建設,磷酸鐵鋰儲能電池替代傳統鉛酸蓄電池進(jìn)程進(jìn)一步提速,磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)一次強勢回溫。
從上游統計數據來(lái)看,當前動(dòng)力型磷酸鐵鋰主流價(jià)格在已經(jīng)接近9萬(wàn)元/噸,相較于2020年11月中旬3.4萬(wàn)元/噸的低點(diǎn),漲幅已經(jīng)不止一倍。
據相關(guān)機構估算,隨著(zhù)未來(lái) 5 年新能源汽車(chē)數量的持續高速增長(cháng),預計2025年全球新能源汽車(chē)滲透率有望達到 20%,其銷(xiāo)量將超1800萬(wàn)輛。同時(shí)考慮儲能、3C消費電子以及傳統工業(yè)等其他碳酸鋰應用場(chǎng)景,預計2025年全球碳酸鋰需求量將達124 萬(wàn)噸,是2020年的3.6倍。
需求端的火熱,逐漸產(chǎn)生了鋰材料價(jià)格上漲的聯(lián)動(dòng)反應,動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)紛紛加入到“搶鋰”大戰中。
一端是鋰材料的需求量很大,但從另一端的供給端來(lái)看,像Altura、Wodgina等鋰礦開(kāi)采企業(yè)的礦山目前仍處于關(guān)停狀態(tài),而雅寶、livent、SQM等全球傳統鋰業(yè)巨頭雖然有明確的產(chǎn)能擴張計劃,但新建產(chǎn)能的釋放仍有待時(shí)日。
正是考慮鋰材料的供給較為滯后,上述機構預計到2025年,全球碳酸鋰缺口將突破16萬(wàn)噸,缺口占比達到13%。
而碳酸鋰礦產(chǎn)作為一種大宗產(chǎn)品,還會(huì )受到地緣政治等因素的影響,更增加了價(jià)格的波動(dòng)性。
不難想象,如果不解決供需平衡問(wèn)題,鋰材料價(jià)格在未來(lái)還可能繼續上揚,甚至再創(chuàng )新高。
因此,有雄心勃勃規劃電池產(chǎn)能擴張的動(dòng)力電池制造商,都勢必會(huì )將保障鋰材料的穩定供應列為緊要任務(wù)之一。
我們可以猜測,寧德時(shí)代將鈉電池應用在儲能領(lǐng)域,可以減少對鋰資源的需求量。
據預測,到2022年,寧德時(shí)代在的年出貨量將達1GWh,市占率提升至14%。這也成為寧德時(shí)代在很長(cháng)時(shí)間里的重大業(yè)務(wù)之一。
寧德時(shí)代副董事長(cháng)黃世霖表示,隨著(zhù)雙創(chuàng )目標的提出,儲能電池也逐漸開(kāi)始火熱起來(lái),在碳達峰、碳中和的背景下,清晰的運營(yíng)機制和管理機制出來(lái),國內的儲能業(yè)務(wù)可能也會(huì )開(kāi)始“起飛”。儲能電池也逐漸成為寧德時(shí)代近些年大力發(fā)展的領(lǐng)域之一。
在碳酸鋰等上游原料價(jià)格漲幅較大的前提下,鈉電池可以作為鋰電池在儲能等領(lǐng)域的補充,彌補輕型電動(dòng)車(chē)、中低續航的新能源汽車(chē)上的電池需求,同時(shí)也降低了企業(yè)的成本。
動(dòng)力電池領(lǐng)域,鈉電池難有作為
正如鉛酸電池依然活躍在電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)一樣,鈉電池的存在自然會(huì )有用武之地。
隨著(zhù)產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善,以及制程工藝的完善、生產(chǎn)設備的改良,鈉電池的成本優(yōu)勢將會(huì )逐步凸顯出來(lái),首先在大規模產(chǎn)業(yè)化之后,鈉電池具有較為明顯的成本優(yōu)勢,其次對于國內行業(yè)來(lái)講,鈉資源可以牢牢掌握在自己手里,對于國內企業(yè)來(lái)說(shuō),這對于未來(lái)的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰略規劃也有積極影響。
但就從當下行業(yè)來(lái)看,鈉電池作為一項全新的技術(shù),才剛剛開(kāi)始邁入商業(yè)化進(jìn)程,其缺點(diǎn)十分明顯。在未來(lái)相當長(cháng)時(shí)間內,鈉電池都不可能取代鋰電池,兩者更多的是互補關(guān)系,各自滿(mǎn)足不同細分市場(chǎng)的應用需求。
正如同無(wú)鈷電池、無(wú)鎳電池一樣,鈉電池概念的火熱實(shí)質(zhì)上是一種情緒性的影響,在原材料供應緊張和新技術(shù)缺失的背景下,鈉電池足夠點(diǎn)燃電池市場(chǎng)的熱情,但能持續多久,還是個(gè)未知數。
但可以確定的是,至少在動(dòng)力電池領(lǐng)域,續航里程永遠是電池的第一指標,鋰電池尚且在技術(shù)突破階段,鈉電池想靠成本優(yōu)勢取代鋰電池。
現在看來(lái),真的很難。
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