15分鐘充電80%,鈉離子電池能否掀起一場(chǎng)革命? | 風(fēng)眼

電在生活中發(fā)揮著無(wú)比重要的作用,但大多數(shù)人對(duì)電池的理解猶如冰山一角,充滿(mǎn)好奇但不會(huì)深究。“但我們認(rèn)為,電化學(xué)的世界,就像能量魔方,未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知,并樂(lè)此不疲地探索著其中的奧秘?!睂幍聲r(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群始終保持著對(duì)電池領(lǐng)域的新鮮感。
鋰電池巨頭寧德時(shí)代似乎不想繼續(xù)在鋰電池上做文章了,而是把目光聚集在鈉離子電池上。7月29日,其發(fā)布了第一代鈉離子電池,并打算通過(guò)鋰鈉混搭的方式,將其裝載到電動(dòng)汽車(chē)上,成為新的儲(chǔ)能和動(dòng)力電池的新選擇,同時(shí)實(shí)現(xiàn)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化。
鈉離子電池不是新鮮事物。只是在此之前,鈉離子電池主要被應(yīng)用在儲(chǔ)能電站、低速車(chē)等領(lǐng)域。相比鋰電池,鈉離子電池硬傷頗多,一方面是能量密度略低,比如寧德時(shí)代第一代鈉離子電池單體能量密度最高為160Wh/kg,而三元鋰電池的能量密度則在150-350Wh/kg,磷酸鐵鋰電池也在150-210Wh/kg之間;另一方面,鈉離子電池的循環(huán)壽命在3000次左右,磷酸鐵鋰電池則可達(dá)5000余次。
“對(duì)汽車(chē)而言,動(dòng)力電池的體積能量密度更為重要,往往決定了一輛車(chē)能裝載多少電池?!庇蟹治鋈耸糠Q(chēng),由于鈉離子電池體積能量密度較低,或許車(chē)上裝不下太大的容量。即便如此,寧德時(shí)代仍不肯放棄,其研究院副院長(zhǎng)黃起森表示下一代鈉離子電池能量密度將突破200Wh/kg。
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為何寧德時(shí)代要不遺余力的發(fā)展不被看好的鈉離子電池?鈉離子電池會(huì)不會(huì)取代鋰離子電池的地位?
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鋰價(jià)漲幅翻倍,鋰電池供給承壓
自2020年第四季度開(kāi)始,鋰的價(jià)格就不斷攀升,其中碳酸鋰的價(jià)格就從3.8萬(wàn)元/噸漲至9萬(wàn)元/噸,漲幅超過(guò)130%。2021年7月29日,澳洲主力鋰礦 Pilbara更是將其鋰精礦拍賣(mài)出1250美元/噸價(jià)格,達(dá)到歷史新高;電池制造商股票的Solactive全球鋰指數(shù)2021年已上漲32%,創(chuàng)歷史高點(diǎn)。
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反觀(guān)國(guó)內(nèi)市場(chǎng),從2020年7月至今,鋰礦板塊累計(jì)漲幅已達(dá)到250%,遠(yuǎn)超滬深300指數(shù)。2021年中國(guó)最大的鋰材料生產(chǎn)商贛鋒鋰業(yè)股價(jià)上漲近100%,截至7月30日收盤(pán),其股價(jià)達(dá)到194.66元/股,市值達(dá)到2798億元,成為全球最大的鋰材料公司之一。無(wú)獨(dú)有偶,鋰礦巨頭天齊鋰業(yè)過(guò)去一年最高漲幅超過(guò)450%,目前總市值達(dá)到1400億元。
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而在國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量大漲的前提下,市場(chǎng)對(duì)鋰的需求不斷加劇。有報(bào)告顯示,在全球鋰電池產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中,車(chē)用動(dòng)力鋰電池占比近46.7%,在電腦、手機(jī)增量逐漸放緩的趨勢(shì)下,電動(dòng)汽車(chē)或許會(huì)成為鋰電池下一個(gè)增長(zhǎng)的風(fēng)口,只不過(guò)這股風(fēng)吹的有點(diǎn)猛,上游鋰礦原料的緊缺可能在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)于鋰電池的需求。
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國(guó)泰君安分析稱(chēng),供需的緊張程度和鋰價(jià)變化是非線(xiàn)性的,下半年鋰價(jià)高度將超市場(chǎng)預(yù)期,下半年鋰價(jià)預(yù)期被上調(diào)至歷史前高18萬(wàn)元/噸。不僅如此,隨著電動(dòng)車(chē)爆款車(chē)型的頻出,國(guó)泰君安預(yù)計(jì)下半年鋰電需求環(huán)比上半年增加 50% 左右。
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盡管寧德時(shí)代在鋰電池行業(yè)有著絕對(duì)的話(huà)語(yǔ)權(quán),但在鋰電池上的投資布局并沒(méi)有涉及到全產(chǎn)業(yè)鏈。中商產(chǎn)業(yè)研究院的報(bào)告顯示,寧德時(shí)代在動(dòng)力電池領(lǐng)域,正、負(fù)極材料、電解液供應(yīng)商頗多,在三元材料方面(鎳鉆錳酸鋰、鎳鉆鋁酸鋰)布局較少,而鎳鉆錳酸鋰憑借其高能量密度的優(yōu)勢(shì),成為新能源電動(dòng)車(chē)主要材料之一。
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這使得在新一輪的競(jìng)爭(zhēng)中,由于對(duì)鋰電池上游供應(yīng)鏈布局的不充分,寧德時(shí)代對(duì)供應(yīng)鏈價(jià)格的瘋漲也變得力不從心,或許在某種意義上發(fā)展鈉離子電池可以限制鋰電池供應(yīng)價(jià)格的瘋漲,而鈉離子作為一種戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備也能增強(qiáng)寧德時(shí)代的護(hù)城河。

鈉離子電池能否取代鋰電池?
相比鋰電池,鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)更加明顯。首先在儲(chǔ)量方面,鈉分布在全球各地,不受資源和地域限制;其次由于不含鈷和鋰,鈉離子電池的材料成本較低,相比鋰電池可下降30%~40%。
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除此之外,其安全性也相對(duì)較高。在針刺、擠壓、過(guò)充、過(guò)放等安全項(xiàng)目測(cè)試中做到不起火不爆炸;同時(shí)鈉離子電池可以徹底放電,以降低電池運(yùn)輸?shù)陌踩L(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題。
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不僅如此,鈉離子電池的高低溫性能也比較優(yōu)異。據(jù)寧德時(shí)代給出的數(shù)據(jù),在-20℃的環(huán)境下,仍有90%以上的放電保持率;在常溫下,充電15分鐘,電量就可以達(dá)到80%。
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但鈉離子電池能量密度低也是不容忽視的問(wèn)題之一。寧德時(shí)代的方法是,將鈉離子電池與鋰離子電池集成到同一個(gè)電池系統(tǒng)里,用整個(gè)系統(tǒng)的能力來(lái)彌補(bǔ)鈉離子電池的短板?!皩煞N電池按一定比例和排列進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)等方式,通過(guò)BMS的精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制?!睂幍聲r(shí)代黃起森博士表示,這樣一來(lái)既可以彌補(bǔ)鈉離子電池能量密度的短板。
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話(huà)雖如此,要想將鈉離子電池大規(guī)模應(yīng)用,上游正負(fù)極、電解質(zhì)等供應(yīng)鏈的建設(shè)及培育也尚需時(shí)間,盡管寧德時(shí)代有自己的時(shí)間表,并計(jì)劃于2023年形成鈉離子電池的基本產(chǎn)業(yè)鏈,但要想實(shí)現(xiàn)這一計(jì)劃,寧德時(shí)代還需要上下游更多的合作伙伴共建共贏。
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而在碳中和的背景下,市場(chǎng)對(duì)鋰電池板塊的反應(yīng)也將持續(xù)向好,鋰電板塊的估值也將繼續(xù)偏高?!昂荛L(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),鈉離子電池只能作為一種動(dòng)力電池的補(bǔ)充品存在,來(lái)應(yīng)對(duì)現(xiàn)階段鋰礦產(chǎn)能的不足。”有分析師表示,鈉離子電池不可能完全取代鋰電池,其性能在很多方面并不如鋰穩(wěn)定。
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8月2日,國(guó)內(nèi)鋰電巨頭贛鋒鋰業(yè)在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示,鋰離子電池未來(lái)依然是新能源車(chē)的主流,鈉離子電池的發(fā)布對(duì)公司鋰鹽產(chǎn)品影響不大。
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動(dòng)力電池孕育著技術(shù)革命的胚胎
據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,僅2021年上半年,國(guó)內(nèi)乘用車(chē)銷(xiāo)量約1001萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)27%,其中新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)銷(xiāo)量達(dá)120.6萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)207%,超過(guò)2020年全年的新能源汽車(chē)銷(xiāo)量,并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)汽車(chē)市場(chǎng)總體銷(xiāo)量25.6%的增長(zhǎng)率。
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從全球市場(chǎng)來(lái)看,歐盟及美國(guó)新能源汽車(chē)滲透率均達(dá)到20%左右,隨著近日歐盟政策的出臺(tái),或?qū)⒃?035年前禁止汽油和柴油汽車(chē)銷(xiāo)售,其滲透率將進(jìn)一步提高。
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由此帶來(lái)的,則可能是電池短缺的情況。
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據(jù)SNE Research預(yù)測(cè),到2023年全球電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的需求將達(dá)到406GWh,而動(dòng)力電池的供應(yīng)預(yù)計(jì)僅為335GWh,缺口約為18%;預(yù)計(jì)2025年這一缺口將擴(kuò)大到近40%,動(dòng)力電池行業(yè)將出現(xiàn)供需結(jié)構(gòu)失衡的情況。
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有專(zhuān)家預(yù)測(cè),2025年~2030年,電動(dòng)汽車(chē)電池的短缺將干擾全球汽車(chē)市場(chǎng),2026年其產(chǎn)量有可能減少440萬(wàn)輛;2022年~2029年,將損失近2000萬(wàn)輛可充的電動(dòng)汽車(chē)。
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這也使得各大企業(yè)紛紛祭出“殺手锏”,在動(dòng)力電池領(lǐng)域攻城略地。
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不僅寧德時(shí)代打算將鈉離子電池應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域,并成為新的儲(chǔ)能和動(dòng)力電池的新選擇;韓國(guó)電池巨頭LG能源也在研發(fā)將高鎳四元(NCMA)作為正極材料的新一代動(dòng)力電池,并在南京基地進(jìn)行投產(chǎn);比亞迪則推出刀片電池,全面應(yīng)用于旗下的純電車(chē)型,并啟用針刺實(shí)驗(yàn)作為企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。
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7月中旬,一汽集團(tuán)還與比亞迪簽署了新能源動(dòng)力電池投資合作協(xié)議,將電池項(xiàng)目落戶(hù)長(zhǎng)春。目前長(zhǎng)安福特、現(xiàn)代和豐田等車(chē)企均與比亞迪洽談過(guò)刀片電池合作。
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而基于投資者對(duì)于電池的熱情,諸多電池技術(shù)企業(yè)通過(guò)SPAC(特殊目的收購(gòu)公司)進(jìn)行反向合并,以尋求上市。7月底,鋰金屬供應(yīng)商SES便與艾芬豪資本收購(gòu)公司合并,登陸紐交所,以期進(jìn)一步加大對(duì)混合鋰金屬電池的研發(fā)。
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不管是發(fā)展鈉離子電池,亦或是在鋰電池的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā),各大企業(yè)都是在找尋新的出路,以應(yīng)對(duì)未來(lái)不可預(yù)測(cè)的市場(chǎng)變化,動(dòng)力電池技術(shù)革命的胚胎也在此間孕育著。