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自2022年底以來(lái),電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格一直在下跌,接近30萬(wàn)元/噸,鈉電池似乎正在發(fā)展。一方面,鈉電池的量產(chǎn)速度加快,甚至實(shí)現(xiàn)了首次裝車(chē);另一方面,市場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始質(zhì)疑鈉電池投資的盈利能力。
從理論上講,相比鋰與鈉電池,鈉離子電池的能量密度和使用壽命與磷酸鐵鋰電池相對(duì)接近,且成本遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰,具有廣闊的市場(chǎng)前景。
但事實(shí)上,隨著陰極和陽(yáng)極材料的加速迭代,鋰電池高能量密度的優(yōu)勢(shì)被迅速放大,成本也同時(shí)被壓縮。在這樣的市場(chǎng)環(huán)境下,鈉電池基本上沒(méi)有太大的發(fā)展。電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格在短短幾個(gè)月內(nèi)迅速下跌,而在鋰的價(jià)格開(kāi)始回歸理性之后,鈉電池的機(jī)會(huì)和前景如何?
鈉電池的材料補(bǔ)充
對(duì)于鋰電池下游產(chǎn)業(yè)鏈而言,鈉電池的布局具有前瞻性,可以避免對(duì)鋰電池原材料的單一依賴(lài)。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì),目前全球鋰資源總量超過(guò)6200萬(wàn)噸,而中國(guó)已探明的鋰資源約為450萬(wàn)噸。
世界上大多數(shù)鋰礦都位于南美洲,而中國(guó)目前沒(méi)有大型鋰礦。因此,對(duì)于中國(guó)公司來(lái)說(shuō),鋰礦是一種稀缺資源。與全球鋰資源分布不均、稀缺相反,鈉資源在世界各地分布廣泛,其在地殼中的豐度排名第六,約為鋰資源的423倍,價(jià)格僅為鋰的1.33%。
業(yè)內(nèi)分析人士認(rèn)為,60萬(wàn)元/噸碳酸鋰價(jià)格的出現(xiàn),只是過(guò)度依賴(lài)單一材料弊端的縮影?;趦奢嗠妱?dòng)汽車(chē)、低速電動(dòng)汽車(chē)、叉車(chē)、儲(chǔ)能和少量A00乘用車(chē)等鈉電池需求市場(chǎng)的持續(xù)強(qiáng)勁,預(yù)計(jì)到2025年,全球鈉離子出貨量將達(dá)到40-50GWh。
鈉離子電池的資源優(yōu)勢(shì)
據(jù)了解,實(shí)驗(yàn)室中用于合成鈉離子電池的鈉來(lái)源非常廣泛。包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、乙酸鈉、草酸鈉、檸檬酸鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉,甚至業(yè)界對(duì)金屬鈉的討論。然而,大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)對(duì)成本、工藝安全以及酸堿度都有一定的要求。
業(yè)內(nèi)推斷,碳酸鈉最有可能成為工業(yè)生產(chǎn)的原材料。由于其他材料在成本、安全性、理化指標(biāo)等方面或多或少存在缺陷,碳酸鈉易提取鈉,供應(yīng)充足,價(jià)格穩(wěn)定低廉。價(jià)格僅為2650元/噸,相當(dāng)于碳酸鋰價(jià)格的0.47%。
從供需角度來(lái)看,中國(guó)碳酸鈉產(chǎn)能超過(guò)3000萬(wàn)噸,而下游需求目前只有1萬(wàn)噸。鈉離子電池作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),尚未對(duì)玻璃、光伏玻璃等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生沖擊。因此,碳酸鈉價(jià)格已穩(wěn)定在3000元/噸以下,價(jià)格沒(méi)有明顯波動(dòng)。
目前,與鈉離子電池相關(guān)的正極材料有100多種,技術(shù)路線仍在不斷發(fā)展。根據(jù)成分,主流鈉離子電池正極材料可分為層狀金屬氧化物、聚陰離子化合物和普魯士藍(lán)化合物體系。
在目前商業(yè)化初期,三條正極材料路線的競(jìng)爭(zhēng)格局仍在延續(xù),與三條路線布局相關(guān)的鈉離子電池龍頭廠商仍具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
鈉電池正極材料的成本優(yōu)勢(shì)
根據(jù)相關(guān)計(jì)算,即使碳酸鋰價(jià)格降至4萬(wàn)元/噸,鈉電池仍具有成本優(yōu)勢(shì)。例如,鈉離子電池的負(fù)極材料硬碳的價(jià)格可能高于一些石墨的價(jià)格。
例如,日本的硬碳價(jià)格可以達(dá)到每噸10萬(wàn)元以上,但中國(guó)的石墨批量?jī)r(jià)格僅為每噸3萬(wàn)至4萬(wàn)元。然而,從材料和技術(shù)的角度來(lái)看,未來(lái)硬碳的價(jià)格可能會(huì)下降到低于石墨的價(jià)格。
據(jù)估計(jì),與基于磷酸鐵鋰/石墨體系的鋰離子電池材料相比,基于NaCuFeMnO/軟碳體系的鈉離子電池的成本可以降低30-40%。從成本材料結(jié)構(gòu)來(lái)看,鋰離子電池的正極材料成本占比最高,而鈉離子電池的負(fù)極材料成本僅為26%。
同樣,專(zhuān)注于高鎳方向的鋰電池必須含有鈷和鎳。鈉電池使用錳作為穩(wěn)定元素,批量生產(chǎn)成本顯著低于目前的鋰電池。此外,鈉不與鋁發(fā)生反應(yīng),因此鈉離子電池的正負(fù)集電器可以使用鋁箔,這比鋰電池的銅箔便宜。
在回收鈉電池材料方面,有學(xué)者提出雙極鈉離子電池可以回收所有電極材料并重復(fù)使用。固體材料的回收率為98.3%,無(wú)需添加新的電極材料成分?;厥盏碾姌O材料經(jīng)過(guò)活化處理后可以重新應(yīng)用于鈉離子電池,并獲得良好的循環(huán)性能,使電極材料在電池生產(chǎn)、使用、報(bào)廢、回收和再利用之間循環(huán)。