在元素周期表中,鈉位于鋰的正下方,學過化學的朋友應該都知道,這意味著鈉和鋰的化學性質是類似的。 ' t2 r4 z' H' M/ w" W1 e
事實上,鈉電池和鋰電池的研究都起步于上世紀70年代,而且鈉電池理論上會更便宜,畢竟全世界鈉的儲量是鋰的420倍之多,而且全球分布比較均勻,價格比較穩定,不存在卡脖子的問題。
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今年,鋰電池的核心材料碳酸鋰維持在50萬元/噸以上,而相比之下,碳酸鈉的價格僅有0.3萬元/噸,價格優勢一目了然;而且鈉電池正極材料所用的銅、鐵、錳等金屬材料也比鋰電池中的鎳和鈷更便宜;同時負極材料用軟/硬碳替換掉石墨之后,還可以采用更便宜的鋁箔取代銅箔作為集流體。 ' q s" h/ ^, y! K" H$ ?
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除了物料成本便宜20%以上,鈉電池的供應鏈和生產工序與鋰電池也十分相似,這也意味著產線可以復用,設備只需簡單調整就可以投產,固定資產投入比較小,更有利于寧德時代和比亞迪這樣的鋰電巨頭。
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比如,鈉電池負極所用的軟/硬碳,此前大多摻雜于鋰電負極石墨來實現改性,大多數負極廠商都有布局;電解液環節,溶劑、添加劑也基本可以復用鋰電池那一套,只是需要針對摻雜的鈉鹽進行調整;正極的層狀氧化物生產工藝也與三元正極類似,容百、當升、貴州振華等企業都有涉足[1]。 ! }3 B$ X! y% q; y% {
鈉電池材料體系和鋰電池關系密切 # S: }7 R2 A+ Y! l5 l! Q
鈉電池和鋰電池產業鏈之間的高兼容性使得每次鋰漲價時,鈉就會被推上舞臺。 " Y& q3 g* Z! D( B. V, a2 U
比如2017年,碳酸鋰價格暴漲至每噸17萬元,同年,國內第一家鈉電公司“中科海鈉”成立,但之后,由于新能源需求疲軟,碳酸鋰價格暴跌,鈉電池的聲音又沉寂下去。
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由此可知,鈉電池能否在新能源市場擁有一席之地,除了要提升內功,改善能量密度和循環壽命兩大短板之外,還取決于一個外部條件:鋰價是否會降,以及會降多快? 0 v3 _. a7 O; Y
整個2022年,碳酸鋰價格從30萬元/噸漲到60萬元/噸,不僅擠壓了動力電池企業的毛利,也使動力電池在整車中的成本占比從原先的40%上升到接近60%。 ; `! T7 Y7 h) ~9 D5 [9 l
如果不是鋰價漲瘋了,鈉電池也不太可能這么快就能量產,更不可能在這么短時間內被資本市場一頓爆炒。
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無論資本市場吹得有多猛,鈉電池都不可能取代鋰電池,就像拋開劑量談療效是耍流氓一樣,在電池行業,拋開能量密度和循環壽命只談BOM成本,無疑也是一種舍本逐末。
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在鋰電行業,能量密度高的三元鋰電池主要用在中高端乘用車上,磷酸鐵鋰電池憑借安全性和成本優勢主要用在中低端乘用車、商用車和儲能領域。
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而鈉電池的優勢在于低溫性能好,能夠快充快放,但劣勢也很明顯,能量密度只有120-160Wh/kg,循環次數只有3000次左右,整體性能相當于2018年之前鋰電池的水平,所以和鋰電池相比,鈉電池更像是一個配角。
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在業內人士看來,鈉電池更像是鋰電池的一個低成本分支,顛覆性比不上世紀初鋰電池對鎳鎘電池形成的壓倒性優勢。之所以被捧紅,主要就是因為上游原材料價格暴漲,而下游需求又十分旺盛,釩電池也是在這個背景下被瘋狂炒作。 - s; B( X6 H1 D1 s: _
但高位鋰價不可能超長待機,疊加明年國內新能源車補貼取消,行業需求增長預計放緩,上游材料環節已經開始釋放降價的信號,寧德時代供應商天華超凈預測碳酸鋰價格將在2024年降至40萬元以下,此外,隔膜和銅箔這些原材料價格也在步入下行通道,這些都有可能導致鈉電池的相對優勢有所削弱。
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上個月,寧德時代在發布會上表示,下一代鈉電池的能量密度目標是200Wh/kg,和磷酸鐵鋰相差無幾,能夠滿足續航400公里以下的純電車需求,如果能采用鋰鈉電混搭的AB方案,有望將能力邊界拓展至500公里,覆蓋65%的新能源車市場。 / O! D" H8 w/ h2 `& G& u$ e
理想固然很美好,但問題在于,“下一代”是什么時候,目標能否如期達成,就無從得知了,畢竟寧德去年發布的第一代鈉電池還沒開始量產呢。 |