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近期,鈉電池備受資本市場關注,多家鈉離子電池廠商紛紛公布了鈉電池領域的最新進展。海納電池(阜陽)下線全球首條GWh級鈉離子電池生產(chǎn)線。海納電池總經(jīng)理李樹軍透露,富陽生產(chǎn)線計劃明年擴建至3GWh至5GWh,有望實現(xiàn)100MW鈉離子電池儲能系統(tǒng)的推廣應用。與此同時,鈉電池相關企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進程正在加快。
美聯(lián)最近表示,層狀氧化物陰極材料的技術路線最早將在2023年第一季度率先實現(xiàn)工業(yè)化。中科海納和鈉創(chuàng)等領先公司也是這一技術路線的領導者。此外,寧德時代和傳藝科技等多家公司最近再次強調(diào),他們將在明年實現(xiàn)鈉電池的大規(guī)模生產(chǎn)。
對此,黃河科技學院客座教授、汽車分析師張翔表示,鈉電池產(chǎn)業(yè)體系正處于商業(yè)化的早期階段,競爭格局有待跟進。相關的領先公司仍然具有先發(fā)優(yōu)勢。
鈉電池的三條技術路線
鈉電池的行業(yè)關注度與日俱增。一方面,在“雙碳”目標下,節(jié)能減排、發(fā)展清潔能源是我國能源戰(zhàn)略的必然要求和轉(zhuǎn)型方向;
另一方面,碳酸鋰價格較高,上游成本短期內(nèi)大幅上漲,進一步壓縮中下游利潤空間。尋找替代材料迫在眉睫,加快了企業(yè)對鈉電池產(chǎn)業(yè)化的研究和布局。
在工業(yè)化初期,相關公司技術路線的選擇在一定程度上決定了未來的市場競爭格局。目前鈉電池正極材料的選擇有三條技術路線,主要是層狀氧化物、普魯士藍(白色)和聚陰離子。
可以理解,層狀氧化物關注能量密度;普魯士藍(白色)注重低成本;聚陰離子注重循環(huán)壽命。業(yè)內(nèi)專家曾表示,層狀氧化物工藝已經(jīng)成熟,其工藝流程類似于鋰電池的設備和三元材料。配套企業(yè)基本是成熟的三元正極材料生產(chǎn)企業(yè),能夠提供一致性好、性能穩(wěn)定的樣品和量產(chǎn)原材料。這是近期工業(yè)化的首選解決方案。
與磷酸鐵鋰正極材料相比,鈉層狀氧化物正極的每瓦時成本更低。鈉電池產(chǎn)業(yè)化的初衷是降低成本,因此其主要替代動力和儲能的高性價比市場與磷酸鐵鋰的場景重疊。在小功率和電力性價比的市場場景下,層狀氧化物路線基于其比磷酸鐵鋰更高的倍率和低溫性能優(yōu)勢,有望形成差異化競爭優(yōu)勢。
相比之下,普魯士藍化合物具有低成本、廣闊的發(fā)展空間、高電壓和可逆容量。由于制備方便,原料易得,加上中科海納電池的示范,層狀氧化物目前發(fā)展迅速。在成本和能量密度方面,未來普魯士藍材料相對成熟后,性價比會更高,增長速度會加快。
專家們普遍認為,盡管鈉電池三條技術路線的工業(yè)化時間是有序列的,但誰能在市場上站穩(wěn)腳跟,取決于每項技術何時能突破自身的瓶頸。首先實現(xiàn)工業(yè)化的路線并不是最終的贏家,就像三元鋰最早量產(chǎn)一樣,但磷酸鐵鋰是后來者。
鋰電池企業(yè)加大鈉電池布局
盡管鈉電池的三條技術路線各有優(yōu)缺點,但業(yè)內(nèi)認為,未來不同陰極路線的鈉電池和鋰電池將共存,各有優(yōu)勢和應用場景。在短期內(nèi),兩者相輔相成,相互溝通。
The Solar Tech北京總裁齊海深表示,鈉電解液和鋰電解液的產(chǎn)品線是兼容的,產(chǎn)品配方也相似,相關制造商可以快速將產(chǎn)能切換到鈉電池產(chǎn)品。正是由于能夠切換到產(chǎn)品線上,鋰電池公司目前正在增加對鈉電池的部署。
從部署正極材料的公司類型來看,技術布局領先、標準化生產(chǎn)經(jīng)驗豐富的鈉電池初創(chuàng)企業(yè)和傳統(tǒng)鋰電池公司正在加快鈉電池正極材料的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。從技術角度來看,鈉電層狀氧化物陰極的研發(fā)策略與鋰離子三元材料類似,能量密度相對較高。
層狀氧化物的晶體結構類似于鋰電池三元材料,其制造工藝也與三元鋰電池正極高度重疊,因此制造商可以進行技術轉(zhuǎn)讓。從事三元材料生產(chǎn)的廠家在層狀氧化物路線上有更多的技術積累和供應鏈優(yōu)勢。因此,傳統(tǒng)三元陰極龍頭布局了層狀氧化物路線,使材料產(chǎn)業(yè)化進程更快。
鈉電池產(chǎn)業(yè)化進程
最近,十大鋰離子電池制造商之一的寧德時代、中科海納、傳藝科技和美聯(lián)等多家公司都提到,鈉電池將在2023年實現(xiàn)量產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化。2023年或?qū)⒊蔀殁c電池產(chǎn)業(yè)化的元年。
例如,CATL研究院副院長黃其森近日表示,CATL的鈉電池一般可以滿足續(xù)航里程在400公里以下的車型的需求。根據(jù)CATL的計劃,明年將實現(xiàn)鈉離子電池的大規(guī)模生產(chǎn)。盡管龍頭企業(yè)正在推進產(chǎn)業(yè)化進程,但業(yè)內(nèi)人士對鈉電池的產(chǎn)業(yè)化仍有一定擔憂。
很難真正形成產(chǎn)業(yè)化,很大的原因是配套的正極材料沒有真正實現(xiàn)量產(chǎn)和穩(wěn)定生產(chǎn)。目前新型電力企業(yè)的發(fā)展方向仍然以材料為主。目前,中國企業(yè)主要集中在小規(guī)模生產(chǎn)和制造業(yè)。無論是聚陰離子還是層狀氧化物,目前都沒有辦法在大規(guī)模生產(chǎn)中達到實驗室水平。
目前,開發(fā)鈉電池主要需要解決成本高的問題,提高循環(huán)壽命。工業(yè)化和大規(guī)模生產(chǎn)的時間點還沒有到來。小批量推廣后,未來兩三年可以逐步釋放一定的產(chǎn)能,性價比也會凸顯出來。不過,在逐步推進產(chǎn)業(yè)化的過程中,上市公司可以先嘗試推動鈉電池在小功率場景中的應用。
鈉電池產(chǎn)業(yè)化需要結合實際應用場景進行調(diào)整,多元化場景的應用和推廣需要突破。各種原材料和中間產(chǎn)品應具有相對統(tǒng)一的標準,以促進上下游產(chǎn)業(yè)鏈的擴張。
在鋰價格高企的背景下,鈉電池在工業(yè)化初期的裝機成本優(yōu)勢明顯,考慮到該場景下的競爭格局相對分散,可以避免與傳統(tǒng)鋰電池巨頭的競爭,一些鈉電池公司具有很強的增長確定性,預計將率先進入小功率市場。