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钠--锂电池较量方面新闻

发表时间:2022-12-05 文章出处:网络人气:-

钠离子电池尚处于量产前夜


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近日,国内钠离子电池进展消息频现。先是华阳股份披露,其与中科海纳联合打造的全球首批量产1GWh钠离子电芯生产线正式投运。


紧随其后,中国能建安徽院发布消息称,其中标三峡能源安徽阜阳南部风光储基地项目储能系统总承揽工程,该项目是目前国内最大的钠离子储能电池项目。


与此同时,中国电子技术标准化研究院发布钠离子电池行业标准征求意见通知,着手推进相关标准编制工作。


种种利好消息,刺激二级市场钠离子电池概念股持续飘红。



事实上,钠离子电池并非新事物,它与锂离子电池在1970年代被同时提出,两者的工作原理一样,只不过工作离子一个是钠离子,一个是锂离子。但锂离子电池凭借优异的性能,几乎获得了一边倒的青睐,50年间获得了大发展,而钠离子电池从研究到产业化,均处于停滞状态。

现在钠离子电池忽然翻红,其实主要是它的老对手锂离子电池造成的。在碳中和的大背景下,锂离子电池的关键原料碳酸锂供不应求,价格在今年经历了3月到8月份的高位盘整之后,9月又重拾上升势头,今年以来价格累计涨幅已超过80%。原料价格的持续暴涨,给下游电池厂商、车企带来巨大的成本压力,“锂焦虑”愈演愈烈。

而钠离子电池,在理论层面相比锂离子电池,总的材料成本要低30%-40%,而且从储量来说,地球上钠资源是锂的400倍,而且全球分布均匀,这让人们看到了替代的曙光。


但事实上,无论是从技术层面,还是从上下游产业链来看,钠离子电池均处于量产前夜。


制造钠离子电池最为关键的材料——正极材料,目前存在三种技术路线并行发展,包括中科海纳所采用的层状金属氧化物路线,以及宁德时代所采用的普鲁士蓝路线,还有聚阴离子路线。


其中,中科海纳的路线技术上相对成熟,目前已率先投产。宁德时代采用普鲁士蓝路线,也已于去年7月发布第一代钠离子电池,但截至目前并未投产。而聚阴离子路线,目前国内尚未有头部企业布局,国内厂商也尚未发布采用该路线的电池,产业化进程远不及前两种。这意味着,钠离子电池在研发层面仍处于初级阶段,哪种技术路线最终能够胜出仍不明朗,有待于技术上的不断成熟。


此外,钠离子电池目前尚未形成初步的产业链,这将增加钠离子电池的生产成本。


在当前产业链缺乏配套、缺乏规模效应的情况下,据测算,钠离子的实际生产成本在1元/Wh以上,其实远高于目前产业链成熟、规模生产的锂离子电池。业内最为关注的钠离子电池的低成本,只是理想状况下的理论成本。


同时,既然钠离子电池的翻红主要是由目前锂电池原料价格暴涨引起的,那么未来一旦锂原料供应缓解,钠电池的推广落地是否能如期推进,也同样存在不确定性。



钠不可能完全替代锂

理论上说,钠成本低储量高,虽然目前仍处于量产前夜,但假以时日,很可能会迎来它的时代。那么到那时,钠就会完全取代锂吗?


答案是否定的。


在动力电池最关注的性能——能量密度方面,目前的钠离子电池存在明显短板。

去年7月,宁德时代在发布第一代钠离子电池时,同步发布了锂钠混搭电池包,两种电池使用同一个电池系统进行管理。宁德时代之所以这样搭配,就是为了避开钠离子电池的短板。


目前作为动力电池,锂电池中磷酸铁锂电池能量密度为120Wh/kg至200Wh/kg,三元锂电池的电芯单体能量密度更是能达到200Wh/kg至350Wh/kg。而钠电池的电芯能量密度为100Wh/kg至0Wh/kg,差距非常明显。


那么是不是随着钠电池技术的进一步成熟,差距可以缩小?这同样是不可能的,而且是钠离子的先天特性决定的,没有任何更改的可能性。锂离子与钠离子有着不同的元素特点,这决定了钠离子电池的能量密度上限,将始终会低于锂离子电池的能量密度上限。


能量密度上的固有差距,意味着如果用作动力电池配备在新能源车上,同样重量的钠离子电池所能提供的续航里程,始终要远少于同等重量的锂离子电池,这决定了钠无法在动力电池领域取代锂。



钠离子与锂电池的关系更多的是互补

在安全性方面,钠离子电池较锂离子电池要好,这是由于钠离子电池的内阻比锂电池高,所以其在短路的情况下瞬时发热量少,温升较低,热失控温度高于锂电池,具备更高的安全性。


同时,锂电池在低温下充电会析锂,而钠电池却不会发生析出,所以钠离子电池拥有更宽的工作温度范围。钠离子电池可以在-40℃到80℃的温度区间正常工作,-20℃的环境下容量保持率接近90%,高低温性能优于锂离子电池。


高安全性以及更宽的工作温度范围,以及叠加低成本,其实天然适合用于储能领域。储能电池不需要动力电池那样要求较高的能量密度,更注重安全性和经济性,而且最好能适应不同纬度地区的气候条件,需要更宽的工作温度范围。


由此可见,在未来,随着钠离子电池技术的成熟,在动力电池行业中,必然最终呈现出钠离子电池与锂离子电池共同发展的局面。


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