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锂价回落强化统治力,钠电池技术岌岌可危
  • 2023/3/10 15:05:37
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:吴新
  • 作者:
【电脑报在线】3月上旬,孚能科技公告称获江铃集团EV3钠电池定点函,后者将向其采购钠离子电池包总成,并要求公司在2023年6月30日前启动量产。

2月21日,宁德时代在与投资者交流时表示,公司正致力推进钠离子电池在2023年实现产业化,同月,中科海钠在新品发布会上推出了三款钠离子电池和行业首台钠离子电池试验车……


进入2023年以来,钠离子电池产业化明显在提速,而锂电池的关键材料碳酸锂的价格正在持续下降,国内动力电池行业明显在酝酿一场巨变。

钠锂之争,恩怨已久


钠离子电池的能量密度、使用寿命和磷酸铁锂电池比较接近,成本又比磷酸铁锂电池要低得多,具有广阔的市场前景。然而,这并不妨碍锂电池在过去数年间成为动力电池首选,其原因要追溯至上世纪七十年代。


锂电池与钠电池商业化进程相似,但后来随着石墨作为负极材料的应用,锂电池能量密度大的优势被放大,同时锂离子电池的成本也在被快速压缩,在这样的市场环境下,钠电池沦落到了无人问津的地步。


然而,随着电动车行业的爆发,锂矿的价格已经走出了一条昂扬向上的曲线,到去年11月份,电池级碳酸锂的价格已超过60万元,这让所有处于锂矿资源下游的企业都感受到了巨大的压力,钠锂之争再次成为人们关注的焦点。


以往,钠离子电池的主要潜在市场是两轮电动车、储能、A 级以下乘用车。在两轮电动车领域,随着锂价的大幅上涨,需要通过钠离子电池来实现降本并加速对锂电池的替代。同时,钠离子电池的耐低温、低廉、安全性高等优势给储能领域带来较好的发展空间。A级以下乘用车由于对于续航里程的需求较低以及对成本的敏感性较强,同样也适合应用钠离子电池。


而随着钠电池技术的进步,开始越来越多的电池厂商携手车企在新能源汽车上搭载钠电池包,从成本上来看,部分钠电池厂商已经将成本控制在0.5元/Wh左右。据中科海钠创始人胡勇胜此前判断,钠电池成本将分三阶段发展:推广期在0.5-0.7元/Wh;发展期0.3-0.5元/Wh;爆发期0.3元/Wh 以下。


整体而言,钠电池已经初步具备产业化的条件。


钠电池上车

 

钠电池的“量产元年”刚刚有了苗头,就赶上了锂价回落,新的电池技术落地是否会因此面临新的变数?


近日,大众与江淮的合资公司思皓新能源推出了业内首辆钠电池A00级试验车,车内搭载着由中科海钠研发的25kWh钠离子电池包,续航里程可达252公里,能量密度为140Wh/kg。根据电池厂商国轩高科现有数据,钠电池的能量密度已经接近普通磷酸铁锂电池(160Wh/kg),理论上具备在短途代步领域取代锂电池的能力。

早在2021年末,中国电池产业研究院以及多家券商机构就曾分析认为,2023年将是“钠电池量产元年”。而思皓新能源推出的这款实验车可以说是目前最接近量产的钠电池车型——据江淮汽车市场人士透露,思皓品牌钠电池试验车型最快将在一两年内量产上市。

理论上讲,钠和锂在元素周期表里属于同一主族,电池工作原理相同,区别在于电池正负极之间往来穿梭完成能量转换的分别是钠离子和锂离子;同时,电池正、负极材料、电解液和隔膜需要适应性匹配。

相比于锂电池,钠电池的缺点在于能量密度较低。尽管几乎同时起步研发,但锂元素依然凭借独特优势先于钠电池实现产业化。

中科院物理研究所研究员胡勇胜曾指出,锂离子的重量和体积比很小,在正负极之间移动便利,此外,锂得失电子能力比较强,容易实现电量存储和释放,“假设锂离子是乒乓球,那么钠离子就是足球,所以不易击穿电池隔膜,电负性就差,能量密度就低”。

但是钠电池同样拥有锂电池不具备的优势。胡勇胜介绍,钠资源储量丰富均匀,且经济性能更优。

首先,不考虑规模差异,钠电池的理论成本比锂电池低30%至40%;其次在电池特性方面,钠电池能够适应更低温度,不会有太多能量损耗,而锂电池低温性能不佳,在天气寒冷时,能量衰减明显,这一点春节回北方过年的电车车主应该感同身受;此外,钠电池还支持快速充电,十多分钟就能够充电90%;最后一点事关安全性,钠电池充放电时发热量小,不容易出现热失控导致电池起火。

真正让钠电池在过去一年多里立于聚光灯下的推力,来自动力电池龙头的力挺。

在全球动力电池市场,宁德时代的占有率排名第一,市值超过万亿元,风头无两,这样一家在业内极具话语权的企业于2021年7月率先发布第一代钠离子电池,去年还开创了钠锂电池混搭使用的AB电池技术,钠电池借此可以上探到续航400公里以上的车型上使用,这是目前大众车型的标准续航。只不过这一技术尚未规模落地。亿纬锂能、蔚蓝锂芯、鹏辉能源等锂电池企业也紧随其后,先后宣布入局。

但是理论优势和巨头加持并不必然推动产业化。钠电池至今,依然“活”在锂电池的阴影之下,上游一点风吹草动便会影响其量产进度。

锂价回落影响几何? 

 

钠电池之所以能得到行业龙头关注并快速落地,和锂电池价格紧密相关。

作为电动车核心部件的关键原材料,上游锂资源开发周期较长,一个全新锂盐湖项目开发整体约需三年,固体锂矿体系开发需要一年半时间,而动力电池环节建设周期则相对较短,耗时一年到一年半居多。

上下游周期错配,导致供应无法快速满足需求。从2020年至2022年11月,锂电池正极主要原材料碳酸锂价格暴涨超过10倍,一度达到61.7万元/吨的高位,电池、电动汽车成本随之抬升。夹在上游原材料和下游整车厂之间的电池厂商被迫寻找替代产品,钠电池顺势上位。      

这种供需矛盾,在今年年初“一下就缓解了”。

锂价在短短三个月内呈现出大起大落的周期规律:自去年11月7日触及历史高位后,锂价便转头下拐,以每日下跌2500元/吨的速度下行。截至2月22日,碳酸锂报价已回落至去年两波猛涨前的价格,报44万元/吨,较年初又跌去18%。

二级市场的资金博弈来得更早更猛。以中证新能源指数为例,在去年7月升至4700点的短期高位后,9月开始震荡下行,去年年末跌至3167点。具体来看,锂资源龙头企业的市盈率都已在去年年末跌至7倍左右,对“锂业双雄”天齐锂业和赣锋锂业2023年至2025年的市盈率,多家券商给出了个位数的预测。

与之对应的是下游显露疲态的新能源汽车销量数据。据中国汽车工业协会数据显示,去年11月、12月,国内新能源汽车销量分别为78.6万辆、81.4万辆,虽然绝对数量可观,但同比增幅已经从此前动辄翻倍下滑到了六七成。

终端需求遇冷,叠加原材料价格下跌,电池厂商库存偏高的风险开始显现。宁德时代已经在近期推出低价出售电池计划“锂矿返利”,以期通过锂矿自供优势,激进调价锁定未来长单采购。

海通国际研报指出,此举将进一步加深市场对电池库存偏高和未来需求不振的担忧,带动碳酸铁锂加速下跌。而近期已经有原材料供应商开始抛售。

被定为“替代品”的钠电池更是处境尴尬。如今,制造成本仍偏高的钠电池本就未能动摇锂电池地位,技术路线格局也未定,一旦碳酸锂价格走低,企业势必会削减开辟新体系、发展钠电池的投入。

锂电池可是标准的重资产业务,头部企业扩产项目动辄近百亿元。花费巨资扩张的产能,一旦转换技术路线,可能需要大幅调整设备和产线,成本极高,因此二线电池企业真实的跟进意愿并不强。

“锂电池有30年的生产经验,钠电池所需的制造材料都还没有完全经过验证,生产过程中会出现很多意想不到的问题,更别说极度追求良率的汽车产业了。”动力电池业内人士解释,汽车行业零部件不良率以ppm(parts per million)为单位——即每百万分之几,对良率的追求远高于一般工业品,而动力电池龙头已经在追求ppb(parts per billion),即十亿分之几数量级的不良率。

况且,在没有一定规模优势前,钠电池的成本并不绝对优于锂电池;加上没有锂电池一样成熟的上下游体系,下游市场化应用范围有限。可能正如上述业内人士所预测,若锂价低于每吨20万元,钠电池的市场也许根本无法启动。

曲线上位的可能  


既然如此,研发钠电池还有没有意义?从落地场景来看,尽管在电动汽车领域替代空间极小,但钠电池却在储能和低速电动车领域有发挥的空间。

钠电池跟锂电池比,能量密度不行,但是跟“老头乐”用的铅酸电池相比可是降维打击。

铅酸电池正极材料含有铅,电解液含有硫酸,回收处理不当会造成严重环境污染;且铅酸电池能量密度仅为30~50Wh/kg。但其优势在于成本低廉、性能稳定,因而仍占据电池整体市场一半的份额。

随着低速电动车领域环保要求不断提升,钠电池很有可能成为潜在选项。低速电动车即所谓的“老头乐”,一般是指时速在70公里以下、使用铅酸电池的车辆,售价普遍在3万元上下。低速电动车每年销量规模约为百万辆,却长期游走于灰色地带,主管部门早就释放出加强监管的信号。

钠电池若能承接这部分铅酸电池转换需求,同样极具想象空间。天能电池和超威电池这两个国内铅酸电池头部企业,都已经走上了钠离子电池研发的道路,超威电池已经发布第一代钠离子电池产品。

总的来说,钠电池想要异军突起、摆脱锂电池的阴影,还是需要开辟出自己新的商业化电池路线。

编辑|张毅
审核|吴新
本文出自2023-03-13出版的《电脑报》2023年第10期 A.新闻周刊
(网站编辑:ChengJY)