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钠离子电池走红!千亿级市场?解析研究

微凉 新能源节能汽车产业 2021-10-15

8月25日,工信部答复政协提案表示,有关部门将支持钠离子电池加速创新成果转化,支持先进产品量产能力建设。同时,根据产业发展进程适时完善有关产品目录,促进性能优异、符合条件的钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等领域加快应用;通过产学研协同创新,推动钠离子电池全面商业化。工信部将在“十四五”相关规划等政策文件中加强布局,多方面着手,做好顶层设计,健全产业政策,统筹引导钠离子电池产业高质量发展。

 

钠离子电池行业主要上市公司目前,我国钠离子电池行业企业数量较少,拥有相关专利技术的钠离子电池产业链公司主要包括宁德时代(300750)、中科海钠、钠创新能源、鹏辉能源(300438)、欣旺达(300207)、中国长城(000066)、圣阳股份(002580)、山东章鼓;百川股份;格林美(002340)等。目前,国内两家龙头企业中科海钠、钠创新能源的钠离子电池能量密度分别为135Wh/kg和120Wh/kg,英国Faradion公司产品的能量密度为140Wh/kg。第二是改善快充性能。宁德时代钠离子电池常温下充电15分钟,电量可达80%以上。第三是低温性能优异。在零下20℃的低温环境中,宁德时代钠离子电池也能拥有90%以上的放电保持率,系统集成效率可达80%以上。


浙江钠创新能源制备了NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2三元层状氧化物正极-硬碳负极体系的钠离子软包电芯, 能量密度达到100~120Wh/kg,循环1000次后容量保持率超过92%。依托中科院物理研究所技术的中科海钠公司已经研制出能量密度高于 135Wh/kg的钠离子电池,平均工作电压为3.2V,在100%深度放电,循环1000次后容量保持率为91%,现已实现正、负极材料的百吨级制 备及小批量供货,钠离子电芯也具备了MWh级的制造能力,并率先完成了在低速电动车和30kW、100kWh储能电站的示范作用。


钠离子电池具有资源、成本、性能等多重优势,在形成成熟的产业链后,相比于磷酸铁锂电池具备更高性价比和更大的发展空间。


2021年7月29日宁德时代发布第一代钠离子电池,并在关键材料领域进行技术创新和突破

在-20摄氏度低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上;热稳定性远超国家强标的安全要求。


总体而言,宁德时代第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池,但是,在某些性能表现上,特别是低温性能和快充方面,具有明显的优势,特别适用于高寒地区高功率应用场景。 

此外,宁德时代在钠离子电池关键材料领域进行技术创新和突破,使其具备产业化条件。正极材料领域,目前主要有普鲁士白和层状氧化物两类材料,克容量已经达到60mAh/g,与现有的锂离子电池正极材料相当。负极材料领域,由于钠离子半径大,无法嵌入石墨材料,宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性,能够让大量的钠离子存储和快速通行。硬碳材料克容量可达350mAh/g以上,还具备优异的循环性能,整体性能指标与现有石墨相当。

 

钠元素的资源丰富且分布广泛,具有资源和潜在价格优势!


随着锂离子电池在消费、动力和储能三大领域快速应用,锂离子电池的生产制造达到了空前规模,锂元素地壳中的含量只有0.0065%,且资源分布不均匀,70%的锂分布在南美洲地区。如果按照锂电池现在的发展速度,暂不考虑回收,锂电池的应用将很快受到锂资源的严重限制。

而钠资源非常丰富,其在地壳中的丰度位于第6位,且是钠分布于全球各地,完全不受资源和地域的限制,所以钠离子电池相比锂离子电池有非常大的资源优势。此外,由于钠易获取且价格低廉,所以钠离子电池也具有很大的潜在价格优势。 


钠离子电池具有成本优势,较锂电池成本下降30%-40%在钠离子电池原材料成本中,正极、负极材料(包括导电剂、黏结剂和铝箔)、电解液和隔膜分别占比约26%、16%、26%和18%,剩余为集流体、包括外壳组件、极耳等其他装配部件。 

首先,钠离子资源相对锂离子资源具有成本优势。锂离子电池和钠离子电池的电极原材料可以分别由碳酸锂(Li2CO3)和碳酸钠(Na2CO3)的前驱体合成,碳酸钠价格具有明显优势。其次,钠离子电池正负极集流体均为铝箔。锂电池负极集流体为铜箔,钠离子电池能实现铝箔对铜箔的替代,成本可进一步降低。钠离子电池的BOM成本约0.25元/Wh,而LFP电池BOM成本超0.35元/Wh。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》


政策层面也明确了未来钠离子电池在储能领域的发展方向。7月15日,国家发展改革委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》,提出加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范,以需求为导向,探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用。行业人士认为,钠离子电池未来有望加快应用于电网侧、用电侧和发电侧储能。


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