钠离子电池或将在2023年形成基本产业链

动力锂电池行业主要上市公司:目前国内动力锂电池行业的上市公司主要有宁德时代(300750)、比亚迪(002594)、孚能科技(688567)、亿纬锂能(300014)、国轩高科(002074)、澳洋顺昌(002245)、鹏辉能源(300438)、欣旺达(300207)。

本文核心数据:锂价格走势情况、钠离子电池和锂离子电池材料成本结构、宁德时代钠离子电池能量密度

1、宁德时代发布钠离子电池

早在今年5月21日,宁德时代董事长曾毓群就在公司股东大会上透露将于今年7月前后发布钠离子电池。如今,宁德时代的钠离子电池真的来了。2021年7月29日,宁德时代举办了钠离子电池线上发布会,公布了宁德时代第一代钠离子电池及锂钠混搭电池包。

2、为何宁德时代要推出钠离子电池?

宁德时代推出钠离子电池与锂电池原材料价格涨价密切相关。锂离子电池诞生于上世纪70年代,在1991年被日本SONY公司成功商业化后,如今已被广泛应用于动力、储能等领域。锂电池原材料主要有正负极材料、电解液、隔膜和集流体等。其中,正极材料是锂电池最为关键的原材料,包括碳酸锂、氢氧化锂等。

碳酸锂作为锂电池的主要正极材料之一,自2021年年初以来,受到北方地区天气及南方地区限电的影响,碳酸锂的产量较低,同时新能源汽车和电动自行车下游需求拉动动力电池企业订单火爆,造成供不应求,电池级碳酸锂的出厂价从4．3万元/吨增至9．5万元/吨。

——原因一:钠离子电池资源优势

目前全球锂资源有75%都分布在美洲,而美洲大部分国家政局不稳定,因此无法获得长期稳定的锂资源。未来随着下游需求量继续增长,或将导致锂电池供给成本的进一步上涨。而钠资源的地壳丰度较锂资源风度更高,资源分布更为平均,因此,诞生于上世纪80年代的钠离子电池逐渐被电池厂商所关注。

——原因二:钠离子电池成本优势

钠离子电池有明显的成本优势。从原材料来看,对比锂离子电池,钠离子电池的地壳丰度更高,因此钠的价格更加低廉,钠的价格仅为锂的1．33%。而且,钠离子电池流体使用的是铝箔,相较于锂离子电池的铜箔价格也更低。从电池材料成本来看,钠离子电池较锂离子电池在材料成本上可降低30-40%。

据中科海纳测算,以NaCuFeMnO/软碳体系的钠离子电池较磷酸铁锂石墨体系的锂离子电池材料成本更低,可降低30-40%。从成本材料结构来看,锂离子电池正极材料成本占比最高,为43%,而钠离子电池的正极材料成本仅为26%。

钠离子电池与锂电池的原理类似,依靠钠离子在正极与负极之间可逆地迁移,实现电池的充放电。钠离子电池与锂离子电池相比主要是在正负极材料、电解液溶质和集流体方面存在不同。钠离子电池的正极材料为铁锰铜/镍三元体系以及磷酸体系,负极材料则是采用硬炭,电解液溶质用六氟磷酸钠来替代六氟磷酸锂,集流体采用更便宜的铝箔。因此,钠离子电池凭借有其良好的成本优势,成为宁德时代入局钠离子电池研发生产的动机。

3、宁德时代钠离子电池有五大优势特点

据发布会介绍,宁德时代第一代钠离子电池电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在零下20度的低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上。

第一代钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势,其中在集成效率、低温性能及快充方面优于磷酸铁锂电池。钠离子电池尽在能量密度方面略低于磷酸铁锂电池。

除了公布第一代钠离子电池之外,宁德时代还公布了AB电池系统解决方案。AB电池系统解决方案是将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里,并按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联、集成,后续通过BMS的精准算法进行不同电池体系的均衡控制。

4、2023年将形成基本产业链

本次宁德时代公布的第一代钠离子电池的能量密度是160Wh/kg,据董事长曾毓群表示,宁德时代下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。在产业化布局方面,目前宁德时代已经开始进行产业化布局,预计2023年将形成基本产业链。

5、钠离子电池有望应用于储能及动力领域

从钠离子电池的应用领域来看,未来钠离子电池有望应用于储能和动力两个领域。在储能领域,2021年07月15日,国家发展改革委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范,以需求为导向,探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用。因此,在政策的推动下,钠离子电池有望加快应用于电网侧、用电侧和发电侧储能。

在动力领域,钠离子电池将在两轮车和电动汽车两个方面得到应用。在两轮车领域,由于钠离子电池有有能量密度相对较低、安全性比较高的特点,因此有望实现在对铅酸电池的逐步替代。其中电动汽车方面,有望通过宁德时代发布的钠离子电池与锂离子电池集成系统的形势得以应用。

来源:前瞻产业研究院