鈉電池與鋰電池可實現(xiàn)優(yōu)勢互補 鈉離子電池的應(yīng)用場景分析

• 黃江 2023年7月17日 來源：新浪 292 11
• 繁體

鈉資源的地殼豐度更是鋰資源的423倍，并且在全球均勻分布;在成本方面，鈉離子電池的成本低廉，比磷酸鐵鋰電池可降低約30%-40%。寧德時代方面也曾評價鈉離子電池，是“突破資源瓶頸的高性價比之選”。

鈉離子電池與鋰離子電池可實現(xiàn)優(yōu)勢互補，鈉電池具有資源豐富和低成本的優(yōu)勢，具有良好的高低溫性能、倍率性和安全性，生產(chǎn)環(huán)節(jié)可與鋰電池相通從而實現(xiàn)快速工業(yè)化，2023年有望先后在兩輪車、乘用車、儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)逐步滲透，市場空問有望快速擴大。

鈉電池與鋰電池可實現(xiàn)優(yōu)勢互補

相較于鋰電，鈉離子電池優(yōu)劣勢都比較顯著。目前全球電動汽車所使用的主流動力電池主要為磷酸鐵鋰和三元鋰兩種，應(yīng)用表現(xiàn)為能量密度較高、技術(shù)相對成熟，而“后來者”鈉離子電池受到市場熱捧的主要原因則是成本與資源。

據(jù)公開資料介紹，鈉離子電池是一種二次電池(充電電池)，主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言儲量更豐富，價格更低廉。

與鋰離子電池相比，鈉離子電池優(yōu)勢有：(1)鈉鹽原材料儲量豐富，價格低廉，采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料，原料成本降低一半;(2)由于鈉鹽特性，允許使用低濃度電解液(同樣濃度電解液，鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液20%左右)降低成本;(3)鈉離子不與鋁形成合金，負(fù)極可采用鋁箔作為集流體，可以進一步降低成本8%左右，降低重量10%左右等。

近日，工信部鋰離子電池及類似產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工作組、儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟組織開展了全國首批鈉離子電池產(chǎn)品測評活動，共收到近20家企業(yè)鈉電池產(chǎn)品送樣測評，最后有17家企業(yè)產(chǎn)品通過測評。

目前影響鈉電池產(chǎn)業(yè)化的主要因素是正極材料路線上的分歧。當(dāng)下，鈉電池可選擇的正極材料有三種，分別為層狀氧化物、聚陰離子與普魯士藍(lán)類材料。

由于能量密度高、低成本等優(yōu)勢，目前以層狀氧化物技術(shù)路線為主的產(chǎn)業(yè)化進展最快，其次是主打循環(huán)壽命的聚陰離子，最后是普魯士藍(lán)類材料。

層狀氧化物路線有望率先實現(xiàn)量產(chǎn)，預(yù)計未來一兩年內(nèi)或?qū)⒄紦?jù)市場主流。但長期來看，聚陰離子路線因其安全和循環(huán)優(yōu)勢，會更契合大儲或工商業(yè)儲能，有顯著優(yōu)勢。

鈉離子電池的應(yīng)用場景

目前華陽集團正在積極探索4個鈉離子電池的應(yīng)用場景，一是推進實施鈉離子電池大規(guī)模儲能示范項目，利用華陽集團關(guān)停電廠的輸電線路和場地布局，建設(shè)鈉離子電池加飛輪儲能、獨立共享儲能電站，建設(shè)規(guī)模為100兆瓦時、200兆瓦時的項目，預(yù)計明年上半年投入;二是推進實施鈉離子電池煤礦應(yīng)急電源示范項目，前期首先會在華陽集團在建的5座煤礦中應(yīng)用鈉離子電池儲能系統(tǒng);三是推進實施鈉離子電池井下無軌膠輪車示范項目;四是推進實施鈉離子電動兩輪車示范項目。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展分析及投資戰(zhàn)略預(yù)測報告》顯示：

鈉資源的地殼豐度更是鋰資源的423倍，并且在全球均勻分布;在成本方面，鈉離子電池的成本低廉，比磷酸鐵鋰電池可降低約30%-40%。寧德時代方面也曾評價鈉離子電池，是“突破資源瓶頸的高性價比之選”。

然而，鈉離子電池卻在能量密度、電壓、壽命等方面均低于鋰離子電池。億緯鋰能中央研究院副院長趙瑞瑞曾表示，雖然鈉離子電池受材料限制，能量密度目前顯著低于鋰電池，但鈉離子電池憑借低成本、長循環(huán)的優(yōu)勢，其在大規(guī)模儲能、動力電池領(lǐng)域有一定的發(fā)展空間。

鈉電池本質(zhì)上是替代磷酸鐵鋰電池在價格更加敏感的應(yīng)用場景。在戶儲/UPS/5G基站領(lǐng)域，鈉電池可以進入并形成一定滲透;在兩輪車領(lǐng)域，鈉電池有望占據(jù)較大份額;乘用車領(lǐng)域，鈉電池在成本敏感度較高的A00/A0級車有望快速滲透。預(yù)計2023年鈉電池形成小批量量產(chǎn)出貨，2024年產(chǎn)業(yè)將迎來規(guī)模化大幅降本時刻。

電池頭部企業(yè)在鈉離子電池研發(fā)方面已取得階段性成果。寧德時代早在2021年便發(fā)布了鈉離子電池，電芯單體能量密度達(dá)160Wh/kg，常溫下充電15分鐘電量可達(dá)80%以上。今年3月曾在互動平臺表示，公司正致力推進鈉離子電池在2023年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。此后，寧德時代官宣，鈉離子電池首發(fā)落地奇瑞車型，正式進入量產(chǎn)階段。

鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化面臨挑戰(zhàn)

如今鈉離子電池的價格優(yōu)勢不再明顯。隨著企業(yè)加速布局鋰礦，國內(nèi)電池級碳酸鋰價格從今年年初開始快速下跌，進入4月更是跌破20萬元/噸。雖然此后逐步回升至30萬元/噸，但也僅為歷史高位的50%。業(yè)內(nèi)判斷，當(dāng)碳酸鋰價格為20萬元/噸時，量產(chǎn)鈉離子電池成本為鋰離子電池的76%;而當(dāng)碳酸鋰價格達(dá)5萬元/噸時，兩者成本差距僅約5%。碳酸鋰價格下降勢必削弱鈉離子電池的市場吸引力。

目前，鈉離子電池能量密度和循環(huán)壽命僅為磷酸鐵鋰電池的三分之二和二分之一，難以滿足乘用車動力電池需求。在成本方面，盡管鈉離子電池成本下降潛力巨大，但由于目前整體產(chǎn)量較小，鈉離子電池生產(chǎn)成本還是高于鋰離子電池。

此外，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化痛點還沒有得到解決。盡管鈉離子電池可以兼容使用鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備，但產(chǎn)業(yè)尚未形成健全的供應(yīng)鏈。一是鈉離子電池材料體系尚未取得行業(yè)共識。以正極材料為例，層狀氧化物相關(guān)量產(chǎn)技術(shù)已基本攻克，但普魯士藍(lán)結(jié)晶水去除困難，相關(guān)制備技術(shù)仍在攻關(guān)，聚陰離子正極相關(guān)量產(chǎn)技術(shù)也處于開發(fā)階段。負(fù)極材料方面，硬碳比容量較高，但一般采用生物質(zhì)前驅(qū)體，產(chǎn)碳率低，成本和規(guī)?；写媪觿荨ｋ娊庖悍矫?，六氟磷酸鈉與六氟磷酸鋰合成工藝相似，但熱穩(wěn)定性欠佳。二是鈉離子電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，不同技術(shù)路線下電池電壓平臺各異，對電池管理系統(tǒng)及逆變器也提出了更高要求。此外，鈉離子補償、壽命預(yù)測等技術(shù)還有待開發(fā)。

在應(yīng)用方面，還需要找到合適的應(yīng)用場景。

發(fā)揮鈉離子電池成本優(yōu)勢需要以大規(guī)模量產(chǎn)作為前提條件。當(dāng)前鋰電池電動汽車在北方寒冷地區(qū)推廣效果不佳，憑借更強的低溫適應(yīng)性，鈉離子電池有望首先在北方地區(qū)打開市場。對于電動兩輪車等細(xì)分市場，其續(xù)航能力也優(yōu)于鉛酸電池。由于安全性更佳，鈉離子電池也更適合用于銀行、通信基站、數(shù)據(jù)中心等機構(gòu)的不間斷電源。尤其是在電力系統(tǒng)儲能領(lǐng)域，鈉離子電池有望成為目前成本最低的電化學(xué)儲能技術(shù)，真正實現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電的經(jīng)濟并網(wǎng)。

經(jīng)過多年積累，我國在鈉離子電池領(lǐng)域已有較強研發(fā)和人才基礎(chǔ)，實驗室和產(chǎn)業(yè)化之間的壁壘正在瓦解，如何在發(fā)展初期尋找具有競爭力的利基市場，同步實現(xiàn)成本與產(chǎn)量的突破，是現(xiàn)階段鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

《2023-2028年中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展分析及投資戰(zhàn)略預(yù)測報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

• 相關(guān)深度報告REPORTS

  

  2023-2028年中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展分析及投資戰(zhàn)略預(yù)測報告

  鈉離子電池（Sodium-ion battery），是一種二次電池（充電電池），主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。2022年度化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)之一在一個供大于求的5...

  查看詳情

延伸閱讀

推薦閱讀

猜您喜歡