2022年底以來,電池級碳酸鋰價格一路回落,已經(jīng)接近35萬元/噸,鈉電池似乎落入尷尬境地。
一方面,鈉電池量產(chǎn)腳步加速,甚至實(shí)現(xiàn)了首次裝車;另一方面,市面上又充斥著另一種聲音,甚至開始質(zhì)疑鈉電池投入的盈利性。
從理論上來講,鈉離子電池的能量密度、使用壽命和磷酸鐵鋰電池比較接近,成本上又比磷酸鐵鋰電池要低得多,具有廣闊的市場前景。
然而事實(shí)上,鋰電池不僅在過去的十幾年間成為動力電池首選,也同樣成為新型儲能領(lǐng)域大規(guī)模運(yùn)用的首選電池類型。
這個原因要追溯至上世紀(jì)七十年代,鋰電池與鈉電池差不多同時問世。但鋰電池隨著正、負(fù)極材料加速迭代,能量密度大的優(yōu)勢被快速放大,同時成本也在被同步壓縮,在這樣的市場環(huán)境下,鈉電池基本沒有怎么發(fā)展。
2020年以來,碳酸鋰一路攀升,最高飆升至超60萬元/噸。直至鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈無法承其“重”,去年的廣汽集團(tuán)、寧德時代在公開場合的“二曾喊話”,引發(fā)了行業(yè)反思。而在此背景下,鈉電池產(chǎn)業(yè)化腳步提速。
但據(jù)高工儲能數(shù)據(jù)跟蹤顯示,但自2022年底以來,電池級碳酸鋰在短短幾個月內(nèi),跌至如今的35萬元/噸左右。鋰價開始回歸理性之后,鈉電池的機(jī)會與前景究竟幾何?本文擬從資源角度論述鈉電產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為鈉電發(fā)展探一究竟。
在此背景下,高工儲能、高工產(chǎn)業(yè)研究院、高工鋰電將于4月24日在蘇州舉行2023高工鈉電產(chǎn)業(yè)峰會,峰會主題為“鈉電破曉 后浪可期”,屆時將邀請100+上下游企業(yè)、500+產(chǎn)業(yè)鏈嘉賓參會,鈉電產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)將圍繞鈉電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)會與挑戰(zhàn)展開深入探討,敬請期待!
鈉電池的材料補(bǔ)充作用
對鋰電池下游產(chǎn)業(yè)鏈而言,鈉電池的布局是一種前瞻性的,可以規(guī)避掉對鋰電池原材料的單一依賴。
據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計,目前全球的鋰資源總量超過了6200萬噸,而我們國內(nèi)已經(jīng)探明的鋰資源量大概為450萬噸。
根據(jù)對全球112座鋰礦山/鹽湖的統(tǒng)計追蹤, 2022年全球在產(chǎn)的鋰礦/鹽湖有效產(chǎn)能為80.7LCE萬噸,產(chǎn)能主要分布于澳大利亞、中國和南美,三個國家或地區(qū)的總產(chǎn)能占全球的比例達(dá)到了98%。
而全球大部分鋰礦資源都在南美洲,我國目前還沒有比較大規(guī)模的鋰礦。所以,對國內(nèi)企業(yè)來說,鋰礦算是一種稀缺資源。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2022年中國的鋰礦/鹽湖總有效產(chǎn)能約為18.7萬噸。
與全球鋰資源分布不均且稀少的情況相反,鈉資源在全球廣泛分布,其在地殼中的豐度位于第6位,約是鋰資源的423倍,價格僅為鋰的1.33%。
高工儲能分析認(rèn)為,60萬元/噸的碳酸鋰價格出現(xiàn),正是單一材料的過度依賴弊端的“縮影”。“鋰礦狂歡盛宴”的結(jié)束,產(chǎn)業(yè)界并未對非理性鋰價遺忘,高價鋰撕開的“行業(yè)傷口”尚在結(jié)痂,但這種“痛楚”仍將讓整個行業(yè)時刻銘記,警醒行業(yè)要避免陷入過度依賴單一材料的局面。
基于兩輪電動車、低速電動車、叉車、儲能和少量A00級乘用車等鈉電池需求市場持續(xù)發(fā)力,高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)預(yù)測,至2025年,全球鈉離子出貨量級將達(dá)到40-50GWh。
鈉離子電池的資源優(yōu)勢
據(jù)了解,目前實(shí)驗(yàn)室中合成鈉離子電池用鈉的來源十分廣泛,包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、醋酸鈉、草酸鈉、檸檬酸鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉,甚至產(chǎn)業(yè)界還有關(guān)于金屬鈉的討論。
但大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)對于成本、工藝安全性、酸堿性都有一定的要求,業(yè)界推斷最有可能成為工業(yè)生產(chǎn)原料的還是碳酸鈉(即純堿)。因?yàn)槠渌牧显诔杀尽踩浴⑽锘笜?biāo)等,或多或少存在一定的缺陷。
碳酸鈉(純堿),是一種無機(jī)化合物,化學(xué)式為Na2CO3,分子量105.99,分類上屬于鹽不屬于堿。純堿的上游原料主要包括原鹽、石灰石、合成氨等,燃料主要包括動力煤、天然氣等。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截至2022年6月,全球純堿總有效產(chǎn)能為7046萬噸/年,主要分布在亞洲、北美和歐洲地區(qū),其中天然堿產(chǎn)能占比約30%,集中在美國和土耳其;聯(lián)堿和氨堿產(chǎn)能占比約70%,集中在中國、歐洲、俄羅斯、印度等國家。具體來看,目前中國的純堿有效產(chǎn)能為3080萬噸,占全球總產(chǎn)能的比重約44%。
碳酸鈉提鈉簡單,供給充足,價格穩(wěn)定低廉,價格僅為2650元/噸(輕質(zhì)純堿,截止2023年1月),是碳酸鋰價格的0.47%。
從供求關(guān)系來看,碳酸鈉的國內(nèi)產(chǎn)能超3000萬噸,而其下游的需求目前僅萬噸,鈉離子電池作為新興行業(yè),還并未沖擊到玻璃、光伏玻璃等傳統(tǒng)行業(yè),因此碳酸鈉價格穩(wěn)定在3000元每噸以下,并未出現(xiàn)明顯的價格波動。
目前鈉離子電池相關(guān)的正極材料超100種,技術(shù)路線還在演進(jìn)中。根據(jù)成分來看,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)類化合物體系。
在當(dāng)前的商業(yè)化初期,三種正極材料路線競爭格局還在持續(xù)“拉鋸”,布局三條路線相關(guān)龍頭企業(yè)仍然具有先發(fā)優(yōu)勢。
比如,電池企業(yè):寧德時代、中科海納、眾鈉能源、鵬輝能源、為方能源等;正極材料企業(yè):容百科技、振華新材、七彩化學(xué)、當(dāng)升科技、道氏技術(shù)、華陽股份等;負(fù)極材料企業(yè):佰思格、貝特瑞、中科電氣、杉杉股份、翔豐華、傳藝科技、華陽股份等;電解液企業(yè):多氟多、天賜材料、瑞泰新材、新宙邦、中欣氟材、鈉創(chuàng)新能源、永太科技、傳藝科技;隔膜企業(yè):柔創(chuàng)納米科技、璞泰來等;裝備企業(yè):先導(dǎo)智能、利元亨、海目星激光、琥崧智能、宏工科技等。
鈉電池正負(fù)極材料成本優(yōu)勢
據(jù)相關(guān)測算,即使碳酸鋰價格下降到4萬元/噸,鈉電池仍有成本優(yōu)勢。
舉例來說,當(dāng)前鈉離子電池的負(fù)極材料硬碳價格可能比某些石墨價格還要高,比如日本硬碳價格可達(dá)十余萬每噸,但石墨國內(nèi)批量價格才3-4萬元每噸。但據(jù)材料、技術(shù)等角度來看,未來硬碳價格可能會降到比石墨低。
據(jù)中科海納測算,以NaCuFeMnO/軟碳體系的鈉離子電池,相較磷酸鐵鋰/石墨體系的鋰離子電池材料,成本可降低30-40%。從成本材料結(jié)構(gòu)來看,鋰離子電池正極材料成本占比最高(約43%),而鈉離子電池的正極材料成本僅為26%。
同樣,聚焦高鎳方向的鋰電池,里面的鈷、鎳不能少。而鈉電池以錳用做穩(wěn)定元素,量產(chǎn)成本比現(xiàn)在的鋰電池大幅降低。
此外,鈉不會與鋁發(fā)生反應(yīng),因此鈉離子電池的正負(fù)極集流體可使用鋁箔,鋁箔比鋰電池用的銅箔要更便宜。
而在鈉電池材料回收方面,已經(jīng)有學(xué)者研究提出,雙極性鈉離子電池能夠進(jìn)行全部的電極材料回收,并加以重新利用,固態(tài)材料回收率為98.3%,無需新電極材料組分添加。
有論文提出,回收的電極材料經(jīng)過活化處理,可以重新應(yīng)用于鈉離子電池,并獲得良好的循環(huán)性能,使得電極材料在電池生產(chǎn)、使用、報廢、回收和再利用之間循環(huán)。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:碳酸鋰直線回落 資源視野下鈉電池前景何在?
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