上可制衡鋰電,下可對(duì)攻鉛酸,比起固態(tài)電池技術(shù)瓶頸的突破,個(gè)人覺得鈉電池的征途更加璀璨!作為同一主族的相鄰元素,Na和Li兩者化學(xué)性質(zhì)相近,追溯歷史可知,兩者的研究屬于同一時(shí)代。石墨儲(chǔ)鋰機(jī)制的率先發(fā)現(xiàn),鋰電池的商業(yè)化發(fā)展率先步入爆發(fā)期,鈉電池逐漸淡出主流視野。因?yàn)镹a+相較于Li+半徑更大,導(dǎo)致石墨嵌鈉并不可行,這使得鈉電池的能量密度遠(yuǎn)不如鋰電池,鈉電池的商業(yè)化進(jìn)程也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋰電池。隨著鋰資源的暴發(fā)戶式的漲價(jià),鈉電池加速了商業(yè)化的進(jìn)程。此外,雖然鋰資源儲(chǔ)量并不少,但可開采的鋰礦十分稀缺。即便中國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)量占據(jù)全球的60-80%,但80%的鋰原料仍依賴于國(guó)外進(jìn)口。依賴進(jìn)口,就有被“卡”的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)初為了解決石油“卡脖子”問題而扶持的新能源行業(yè),似乎迎來(lái)了新一輪的鋰資源“卡脖子”。這并不是整個(gè)行業(yè),乃至國(guó)家層面愿意見到的事情。寧德時(shí)代成為了資本市場(chǎng)中第一個(gè)吃“鈉電螃蟹”的公司。2021年5月28日,寧德時(shí)代發(fā)布了第一代鈉離子電池,電芯單體能量密度達(dá)到160Wh/kg,直逼磷酸鐵鋰。自此開始,幾乎所有做鋰電的公司,都陸續(xù)公布了自己對(duì)鈉電布局的最新進(jìn)展。20世紀(jì)70年代,被譽(yù)為世界鋰電奠基人的Michel Armand提出了“搖椅式電池”的概念。以鋰離子電池為例,在充電時(shí),鋰離子由正極經(jīng)過電解液“游”到負(fù)極中;放電時(shí),鋰離子又從負(fù)極返回到正極。鋰離子在電池兩極間搖擺,故而得名“搖椅式”。鈉離子電池的工作原理幾乎與此相同。鈉電池主打儲(chǔ)能、低速車、兩輪車三大領(lǐng)域,預(yù)計(jì)25年需求達(dá)約70GWh,規(guī)模達(dá)400億元。鈉離子電池,首先是便宜。相比鋰離子,鈉離子在地殼元素中的儲(chǔ)備更豐富,因而成本低,目前碳酸鈉大約是3000元/噸,相比20幾萬(wàn)元一噸的碳酸鋰,價(jià)格只有百分之一不到。此外,鈉電池的正負(fù)極均采用鋁箔,可以進(jìn)一步降成本。其次是安全性。鈉電池可以在零電壓環(huán)境下保存和運(yùn)輸,沒有運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn),即便短路,自發(fā)熱熱量也很少,不會(huì)起火或爆炸。最后是能量密度在目前的技術(shù)條件下,鈉電池的電芯能量密度大約為70-200Wh/kg,雖比不上三元鋰電的200-350Wh/kg,但已經(jīng)可以與磷酸鐵鋰一戰(zhàn)(能量密度150-210Wh/kg),碾壓鉛酸電池(30-50Wh/kg)。綜合成本和性能,理論上,鈉離子電池已經(jīng)可以平替磷酸鐵鋰,取代污染更嚴(yán)重的鉛酸電池。只要鈉離子電池能夠量產(chǎn),市場(chǎng)是現(xiàn)成的。(1)鈉電池具有成本低、倍率性能優(yōu)異、低溫容量保持率高、安全性高等核心優(yōu)勢(shì),但同時(shí)也面臨著能量密度偏低等問題。(2)鈉電池與鋰電池材料差異主要體現(xiàn)在正負(fù)極材料、電解液以及集流體等主材。鈉電池原理結(jié)構(gòu)類似鋰電池,雖制備工藝存在區(qū)別,但生產(chǎn)設(shè)備基本可兼容。(3)目前鈉電池處于商業(yè)化前期,預(yù)期主要下游應(yīng)用方向?yàn)閮?chǔ)能、低速車、兩輪車三大領(lǐng)域,預(yù)計(jì)2025年全球需求達(dá)約70GWh,市場(chǎng)空間將達(dá)到400億規(guī)模。(4)目前鈉電池材料體系仍處于前期摸索階段,硬碳作為負(fù)極材料的確定性較高,能率先在硬碳材料取得技術(shù)突破且大規(guī)模量產(chǎn)的企業(yè)有望迎來(lái)投資機(jī)會(huì)。(5)由于正極材料、電解液和添加劑等活性物質(zhì)也是提高鈉電池性能的關(guān)鍵材料,因此,低成本且來(lái)源穩(wěn)定的正極材料、電解液和添加劑等活性物質(zhì)也將是我們關(guān)注的重點(diǎn)。
|