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【新能源】宁德时代,锂电危机吹哨人? ——对宁德时代发布钠离子电池的一点思考

原标题:宁德时代,锂电危机吹哨人?——对宁德时代发布钠离子电池的一点思考
来源:真锂研究(微号:RealLiResearch)刘才生
       2021年7月29日,全球领先的新能源汽车动力电池生产商宁德时代发布了其自主研发的第一代钠离子电池,震动了整个锂电产业界!
       发布会由宁德时代董事长曾毓群博士亲自主持,他说“钠离子电池在低温、快充和环境适应性等方面具有独特的优势,与锂离子电池相互兼容互补,所以多元化的技术路线也是我们这个产业长期稳定发展的重要保障”。
       宁德时代研究院副院长黄起森博士在发布会上介绍了他们的钠离子电池最新研究进展,称他们的第一代钠锂离子电池的正、负极和电解液等关键材料已经具备产业化条件,在制造方面,钠离子电池和锂离子电池的工艺和设备可以兼容,在具体指标方面,电芯单体能量密度已经达到了160wh/kg,这是目前全球最高水平,在常温下充电15分钟电量就可以达到80%,具备了快充能力,在零下20℃低温环境下,仍然有90%以上的放电保持率,同时在系统集成效率方面,也可以达到80%以上,电池本身优异的热稳定性也已经超越了国家动力电池强标的安全要求。
       此外在系统集成方面,他们还开发了AB电池解决方案,可以实现钠离子电池与锂离子电池的集成混合共用,这样可以实现取长补短,既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率和低温性能的优势,这样的锂-钠电池系统能够适配更多应用场景。
       发布会最后,他们宣称:他们的下一代钠离子电池的能量密度将突破200wh/kg,如同30年前的锂离子电池一样钠离子电池将开辟出一条新的商业化电池路线,并宣布为迎接TWH时代的到来,宁德时代已经开始进行钠离子电池的产业化布局,计划于2023年形成基本产业链,他们欢迎相关研究机构和上下游企业共同参与从而加速钠离子电池产业链的完善与发展。
       这不仅是一个发布会,更是一个向新领域进军的宣言与号角!
       从宁德时代所发布的钠离子电池整体性能来看,除了价格可能会更便宜、低温适应性更好、材料体系安全性更佳外,其他关键性能如能量密度、功率密度和循环寿命等方面还是不如锂离子电池,况且价格方面,随着产业化发展锂离子电池也还有不小的下降空间,而固态电池技术的发展则会使锂离子电池真正实现本质安全,至于锂离子电池的低温性能,也不乏可行的改善与优化方案。
       在全球锂离子电池产业正如火如荼进行的当下,宁德时代如此坚定的分散出宝贵的精力把目光投向钠离子电池这个全新的领域,并大费周章的进行产业化研发与布局一定有很大的道理,他们一定已经窥见到了什么!
       那他们究竟窥到了什么呢?
       一时间,从资本、媒体到整个产业界都充满了各种猜想与疑惑。
  • “为什么宁德时代要在这个时间点发布钠离子电池?其真实用意为何?”

  • “钠离子电池会在多大程度上形成对现有锂离子电池的冲击甚至是替代效应?”

  • “钠离子电池的真正市场化还要多久?”

  • “我们要如何应对与跟进?等等。”

       所谓“春江水暖鸭先知”,个人认为,作为一家全球市占率超过40%并长期饱受供应不足之苦的动力电池生产企业,宁德时代一定比其他企业更能深刻地感受交付的压力和某些潜在的危机。
       在锂电3C时代,甚至在新能源汽车应用推广规模还不是很大的时候,锂离子电池的原材料供应完全没有问题,几乎很少有人把它当一回事。
       随着新能源电动汽车的快速发展,锂离子电池的原材料尤其是其中占比最高的正极材料的用量突然激增,一方面既有产能难以满足电动汽车市场快速增长对动力电池的需求,另一方面所需的锂、钴、镍等资源供应开始日渐趋紧,价格飞涨不说还经常断货,这个问题在最近2、3年显得异常尖锐与突出。
       对于大型企业因原材料缺货导致开工不足限产或停产是非常要命的事情,直接造成巨大的经济损失不说,还会导致下游厂商的流失(事实上就宁德时代来讲,已有多家下游电动汽车客户选择自建或与人合建电池工厂),进而打乱企业整体布局与规划,影响战略目标的实现,甚至有可能动摇生存根基。
       材料价格不可控的剧烈波动也是同样要命的大问题,一些战略客户长协锁价定单无法顺利交付势必给企业带来巨大的履约压力及违约风险,同时大大增加企业供应链管理和产品成本管控的难度。
       这些问题带来的巨大困扰与危机只有大型头部企业才能更真切地感受与体悟。
       资源和材料的供应不足带来的价格飞涨与缺货到底是周期性问题?还是受疫情或地缘政治因素影响的暂时性问题?又或者有其他更深层次的原因?这非常值得我们认真思考与研究。
       为此,本人试图通过对以电动汽车为核心的相关产业发展对锂资源的需求测算来寻找相关答案,本人认为在锂电发展过程中最有可能存在资源短缺的三种元素锂、钴和镍之中锂是最具代表性和说服力的,一方面锂是发展锂离子电池的必需,另一方面无论是目前主流的磷酸铁锂还是三元,每千瓦时电池所消耗的锂金属量相当。而钴的紧缺是显而易见的,它也并不是发展锂离子电池的必需,既使是此前必须要用到钴的三元体系目前也已有企业开发出无钴电池;而镍也既非必需又用量有限。
       根据美国地质调查局的数据,截止2018年全球已探明的锂资源储量约为8457万吨LCE(折合1600万金属吨)。
       我们来看看当全球汽车保有量的50%为电动汽车时全部车用动力电电池所消耗的金属锂的总数量到底是多少?
       根据位于法国巴黎的“世界汽车工业国际协会”全球汽车保有量测算数据,截止2015年全球汽车保有量约为12.8亿辆,而按目前发展态势和中国政府《节能与新能源汽车技术路线图2.0》的规划(这里暂且用中国的情况代表全球,中国作为锂电大国又是全世界最大的新能源汽车市场,有这个代表性),新能源汽车保有量达到50%的时间大概在2035年前后,按3.5%(根据历史数据,多年增长率在3-4%之间)的增长率估算,彼时全球汽车保有量约为25亿辆,50%就是12.5亿辆。
       假设平均每辆汽车搭载80kwh锂离子电池,而生产1kwh动力锂离子电池约需消耗0.1kg金属锂,则平均每辆新能源电动汽车需消耗的金属锂量约为8 kg。
       则12.5亿辆电动汽车的总耗锂量约为1000万吨。也就是说当全球汽车保有量的50%为电动汽车时仅在车辆动力电池上需要消耗的金属锂的总数量就高达1000万吨之巨!而总储量只有1600万吨,虽然随着技术的进步和勘探投入的增加探明储量可能会有所增加,但要知道1000万吨的需求量对应的只是50%的保有量!
       而在电池领域,除了汽车,还有储能、3C、电动工具、2轮车、3轮车、飞机、船舶、工程机械,等等等等。除了各应用端,还有全产业链各环节的必要储备与周转。
       除了电池领域,陶瓷业、玻璃业、炼铝工业、润滑剂、制冷剂、医药、核工业及光电行业等工业领域都要用到锂。
       另外,在1600万吨的总储量中还有很大部分根本不具开采经济性,有专家说打7折是比较合理的估算,7折就是约1120万吨。
       测算分析结论:锂似乎完全不够用!以上测算可能不一定很精准,但大体上没有什么问题。
        宁德时代是不是也做过相关测算我们不得而知,但按照目前的相关产业发展现状及未来趋势,仅想用锂离子电池作为相关产业发展支撑,锂资源确实不够用,必须寻求其他的补充手段与措施。
        我们想这是不是就是宁德时代所窥见到的东西呢?
        钠和锂是同族元素,其化学性质和电池工作原理都和锂非常相似,钠的地壳元素含量排名第6,达到了2.83%,相较锂的0.0065%的含量那叫一个丰富,而且还分布均衡,几乎到处都是;另外,在产业化制造方面,两种电池的工艺和设备可以兼容,这是一个很重要的方面。
        有了这些关键优势和特点,加上宁德时代发布会上公开的其第一代钠离子电池的相关性能指标,现在又有了锂资源可能不够用的预见,提出将钠离子电池做为锂离子电池的有益补充加以大力发展的决策与布局是不是就非常合乎逻辑了?
        因此从某种意义上来讲,宁德时代不仅为全行业发现了危机,吹响了哨声,还找到了应对策略,关键是策略先到,因此当大家感受到危机迫近时也不会引起恐慌。
        不过有件事大家一定要有心理准备,等到钠离子电池大发展的那天,盐可能会涨价哦!

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