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宁德时代钠离子电池锁定2023年,围剿磷酸铁锂?
最后更新: 2021-07-31 09:50:11(文/尹哲 编辑/周远方)电池的化学体系已经很难创新了,只能在物理结构上做些改进?
在7月29日举行的宁德时代钠离子电池发布会上,宁德时代创始人、董事长曾毓群对上述议论展开了驳斥:电化学的世界,就像能量魔方,未知远远大于已知。
在钠离子电池发布前后,市场已翘首以盼这种新型电池何时会取代铅酸电池和磷酸铁锂电池。
不过,就算作为目前全球最大的动力电池供应商,宁德时代对于钠离子电池的大规模商业化的起点,仍然略显保守地放在了2023年。
另一个观察点在于,锂资源主要分布于智利、澳大利亚、阿根廷三国,近日美国芝商所、英国伦交所先后上市锂期货合约,争夺锂资源全球定价权的号角已经吹响,宁德时代在这个时间点发布无需锂资源的钠离子电池,显得非常微妙。
能量密度不及磷酸铁锂
与锂离子电池工作原理相似,钠离子电池也主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。
然而,钠离子由于更大的体积,在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛,迟迟难以商用。
对此,宁德时代的解决方案为:
正极材料采用克容量较高的普鲁士白材料,对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减的核心难题;
负极材料开发具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性。
基于上述技术,该公司第一代钠离子电池的主要性能指标包括:电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在-20°C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。
观察者网注意到,根据宁德时代方面给出的“六边形”对比,除了在能量密度上显著不敌磷酸铁锂电池外,第一代钠离子电池在快充性能、低温性能、系统集成效率等项目上均优于后者,而且在安全性、长寿命等方面与磷酸铁锂电池旗鼓相当。
另外,当天一同发布的还有锂钠混搭电池包:基于兼容互补的特性,钠离子电池可以与锂离子电池混合共用。
宁德时代研究院副院长黄起森博士提出,可以将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里,将两种电池按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联、集成。
然后,通过电池管理系统(BMS)进行不同电池体系的均衡控制,实现取长补短,一方面弥补钠离子电池在现阶段的能量密度短板,另一方面发挥出它高功率、低温性能的优势。
如此一来,锂钠电池系统便能适配更多应用场景。
因此,黄起森坦言道:“总体来看,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;但在低温性能和快充方面,具有明显的优势,特别是在高寒地区高功率应用场景。”
对于未来,宁德时代规划中的下一代钠离子电池的能量密度将突破200Wh/kg。
观察者网了解到,三元锂电池能量密度早已突破200Wh/Kg大关,而一直在能量密度上稍逊一筹的磷酸铁锂电池也在迎头赶上。
今年1月8日,国轩高科已发布能量密度达到210Wh/Kg的磷酸铁锂软包单体电池。
因此,宁德时代的当务之急,便是尽快实现钠离子电池的规模化商用。根据介绍,该公司已经开始进行钠离子电池的产业化布局,并计划于2023年形成基本产业链。
对成本惜字如金
伦敦金属交易所于7月19日正式上线了锂期货合约,芝加哥商品交易所已于5月3日率先推出了锂期货合约。国内来看,7月5日,无锡电子盘新上市碳酸锂远期合约,开盘后即一度涨停。该交易中心的碳酸锂合约非传统意义上的期货,但远期合约仍可以双向交易,具有相似性。国际能源署(IEA)最新报告中指出,锂价可能会继续攀升,因为如果各国希望实现《巴黎协定》的目标,预计锂需求将增长40倍以上。种种迹象显示,锂资源全球定价权的争夺正在愈加激烈。
钠的地壳元素含量排名第六,钠离子地壳丰度约为2.36%,远高于锂离子的0.002%,资源可谓丰富。
不仅如此,在资源分布上,锂储量分布主要集中在智利、澳大利亚、阿根廷三国。而从海水中制取钠的技术也让钠资源分布更显的均匀。
7月26日,中信证券发布研报指出,钠离子化合物可获取性强,因此价格稳定且低廉,约250元/吨,为电池级碳酸锂价格1/50。目前,电池级碳酸锂价格由2021年初的5万元/吨涨至8.55万元/吨,波动很大。
该券商援引中科海钠的数据显示,钠离子电池BOM成本较锂电池低30%左右。而后者在去年9月已经实现了钠离子电池产品量产,当时的产能可达30万只/月。
需要注意的是,纯电动车推广的最大阻碍一直是高昂的电池成本。不过,宁德时代在发布会上对钠离子电池的成本惜字如金。
不过,在宁德时代的战略方向上,其新能源事业一方面要以可再生能源发电和储能,替代固定式化石能源,二方面要以动力电池助力电动车发展,替代移动式化石能源。
其三,便是是要以电动化+智能化的集成应用创新,加快各领域的新能源替代进程。因此,成本是绕不过去的一道坎。
新能源行业分析师向观察者网表示,钠离子电池的核心优势在于成本,在储能领域以及对成本极为敏感的小、微、低速交通工具上,钠离子电池相对于磷酸铁锂电池更具优势。并且在原材料丰度、快充、高低温性能等方面也显著领先。
他乐观预计,叠加宁德时代锂-钠集成解决方案,钠离子电池有望实现对铅酸、磷酸铁锂电池的部分替代。
值得一提的是,刨除不断被曝光的质量问题,特斯拉降价卖车上甚为激进。在电池类型的选择上,特斯拉始终在选择更具性价比的搭配。
去年5月,在与宁德时代签订量产供货定价协议后,特斯拉正式申报了采用宁德时代磷酸铁锂电池版本的Model 3车型。
2020年10月1日,上述车型的入门款时隔5个月后再度降价,补贴后售价从27万元降至25万元以下,续航里程反而略微增加。
观察者网注意到,今年7月27日,马斯克在财报后的电话会中指出,未来特斯拉电池构成上转变,将使用2/3的磷酸铁锂电池和1/3的镍电池。
就在今天,上述车型再度降价1.5万元,再度引发了市场对于该车型起售价最终将降至20万元以下的讨论。
对于特斯拉是否会采用钠离子电池实现这一猜测,一位长期跟踪宁德时代的分析人士并未否认这种可能性。
但他指出,根据钠离子电池的特性,在能量密度尚未显著提升、尚未大规模商业化之际,钠离子电池最优的使用场景仍聚焦于低速、小微电动交通工具,以及对能量密度不敏感的储能领域。
与此同时,市场对于下半年锂价抬升仍较为乐观。
日前,中金公司指出,一方面,从需求端看,下半年动力电池进入旺季叠加新增产能释放,预计排产预期环比大幅提升50%,锂将迎脉冲式需求增长;另一方面,全年锂供给接近均匀式释放,根据主要锂矿企业投产规划,下半年可释放的锂精矿供给增量有限,且盐湖提锂供给量或随气温降低逐步见顶回落。
因此,该券商认为,锂供需的边际收紧趋势明确,产业链锂产品库存水平经历前期去化处于低位,本周碳酸锂的涨价或仅是下一轮涨价的开始,而下半年锂价中枢有望进一步提升。
值得一提的是,根据SNE Research7月29日发布的最新数据,2021年上半年,宁德时代以29.9%的市占率排名第一;韩国电池三巨头——LG能源、三星SDI和SK创新上半年全球动力电池装机量市占率合计达34.9%,分列第二、第五和第六;松下和比亚迪分别以15%和6.9%的市占率位列第三与第四。
“钠离子电池的发布短期内不会显著提升宁德时代的业绩和市场份额。”上述人士说道:“接下来的时间里,宁德时代钠离子电池将锁定用户并提升产能。至于钠离子电池会以多快的速度侵蚀铅酸电池、磷酸铁锂电池的市场,加速开展储能应用,开辟新商业化使用场景,2023年也并不遥远,我们拭目以待。”
本文系观察者网独家稿件,未经授权,不得转载。
- 责任编辑: 尹哲 
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