碳酸鋰價格反彈,鈉電池產業(yè)化加速
(1)鈉電池具有成本低、倍率性能優(yōu)異、低溫容量保持率高、安全性高等核心優(yōu)勢,但同時也面臨著能量密度偏低等問題。
(2)鈉電池與鋰電池材料差異主要體現在正負極材料、電解液以及集流體等主材。鈉電池原理結構類似鋰電池,雖制備工藝存在區(qū)別,但生產設備基本可兼容。
(3)目前鈉電池處于商業(yè)化前期,預期主要下游應用方向為儲能、低速車、兩輪車三大領域,預計2025年全球需求達約70GWh,市場空間將達到400億規(guī)模。
鈉電池產業(yè)化進度晚于鋰電池
鈉和鋰的研究均起步于上世紀七十年代,在元素周期表上,兩者是同一主族的相鄰元素,化學性質相近。隨著石墨負極取得技術突破,鋰電池的商業(yè)化發(fā)展率先步入爆發(fā)期,在各種對電池要求精細輕薄,能量密度高的消費電子領域中率先得到廣泛應用。因為鈉離子相較于鋰離子半徑更大,導致石墨嵌鈉并不可行,這使得鈉電池的能量密度遠不如鋰電池,鈉電池的商業(yè)化進程也遠遠落后于鋰電池。直到2000年,具有低電壓、高容量特點的硬碳材料實現技術突破,鈉電池才迎來了商業(yè)化的可能性。
鈉資源儲量豐富、分布廣泛,且具備成本優(yōu)勢
鈉資源的地殼豐度達2.3%,遠高于鋰資源的0.0017%,且廣泛分布于全球各地,不受資源與地域的限制,供應充足且安全,符合我國戰(zhàn)略發(fā)展定位。而目前全球鋰資源的供給主要集中在澳大利亞及南美洲國家,中國鋰資源占比較小,缺乏高品質鋰礦,2022年約占全球鋰資源的7%,導致國內鋰資源80-90%依賴進口。
碳酸鈉提鈉簡單,供給充足,價格較為穩(wěn)定低廉,僅為2729元/噸(輕質純堿,23年3月17日)。相比之下,由于全球鋰資源處于供需緊張的狀態(tài),電池級碳酸鋰價格曾一度突破60萬元/噸,目前仍高達31.3萬元/噸(23年3月17日),因此鈉資源具有較為明顯的成本優(yōu)勢。
電解液:六氟磷酸鈉為主流路線
鈉電池的電解液與鋰電池類似,但由于鈉電池的高堿度、高電壓,因此對其也有更高的要求。溶劑方面,鈉電池的主要為酯類溶劑和醚類溶劑等有機溶劑,當前最常用的是酯類溶劑。鈉鹽方面,目前主流路線為六氟磷酸鈉,六氟磷酸鈉的生產工藝、設備及成本和六氟磷酸鋰基本一致,區(qū)別是其原料用鈉鹽替代了碳酸鋰,因此其技術門檻和量產難度較小,重置成本也比較低。同時由于鈉離子導電性更好,鈉電池溶質的用量也比鋰電池更少。
鈉電池2023年產業(yè)化加速
當前國內公司產業(yè)化進程較快,多于2023年開始投產,國內代表廠商包括中科海鈉、寧德時代、鈉創(chuàng)新能源、立方新能源等。
各大廠商鈉電池正極選擇多樣,正極主流路線是層狀氧化物,負極多為硬碳體系,形態(tài)則以軟包電池居多。
目前,鈉電池因為能量密度偏低且未規(guī)?;a導致綜合制造成本較高,暫不可能完全取代鋰電池,但在鋰資源價格高企的情況下,鈉電池仍具有較高性價比。同時因為鈉電池的生產工藝與鋰電池相似,設備可共用,產業(yè)鏈可快速復制,鈉電池的產業(yè)化速度將會加快,這將降低鈉電池的綜合制造成本。最終鈉電池能實現對鋰電池怎樣的替代,還得依靠兩者在性價比上的綜合比拼,來決定市場最終的走向,但鈉電池的產業(yè)化加速將使其成為鋰資源緊缺背景下的一個重要補充。
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