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cách đánh đề miền nam:钠离子电池产业化东风已至 2023年能否成为量产元年?

admin2022-10-2522

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历经数年发展,钠离子电池产业化日趋临近,2023年或将成为产业化元年。

随着全球能源转型节奏加快,可充放电的二次电池重要性日益凸显。一众二次电池中,锂离子电池凭借能力密度优势率先跑出,成为当下动力、储能领域的绝对主力。

然而2020年以来,面对需求成倍增长,锂离子电池主要原材料碳酸锂、氢氧化锂出现供应短缺,碳酸锂价格一度飙升超过10倍,带来电池价格走高,进而导致新能源汽车、储能生产成本的飙升。借此契机,作为替代方案的钠离子电池开始走向台前。

作为元素周期表中同一主族元素,钠元素与锂元素化学性质相近,其虽不如锂离子电势高、比容量高,但胜在自然界储量高,原料充足,被市场视为当下锂电池的最优替代方案之一。尤其在储能领域,凭借良好性价比以及稳定的电化学性能,其被视为有望率先在该领域得到推广。

历经数年发展,钠离子电池产业化日趋临近,2023年或将成为产业化元年。

即将揭开面纱之际,钠离子电池产业化进展究竟如何?其是否能够扛起能源转型大旗?

产业化时机已至?

据钠离子电池企业披露的产业规划,钠离子电池产业化临近,最快或将在2023年迎来产业化元年。

10月21日,宁德时代(300750)在一场电话会议上表示,公司钠离子电池产业化进展顺利,供应链布局上需要一些时间,已与部分乘用车客户协商,明年将会正式量产。公开报道显示,在此之前,宁德时代已多次公开表示,公司正致力推进钠离子电池在2023年实现产业化。

产业化同样走在行业前列还有华阳股份。9月30日,华阳股份公告称,当日,其旗下公司山西华钠芯能科技(603105)投建的钠离子电芯生产线设备安装调试已经完成。公司钠离子电芯生产线正式投产。据介绍,华阳股份的钠离子电芯生产线主要生产圆柱钢壳和方形铝壳电芯,能量密度约为120Wh/kg到130Wh/kg,项目满产后将成为国内首条产能达到GW级别的钠离子电芯产线。

从电芯到电池中间并不用花太多工夫。真锂研究院创始人墨柯向记者解释,电池包相当于把N个电芯放一块串/并联方式连接到一起,其涉及到电池管理系统的问题,技术难度上,有了电芯后,生产电池并不难。“而且可以用锂电的PACK技术,这个问题并不是太大。”

行业内人士普遍认为,华阳股份走在前列,原因是中科海钠在背后提供了技术支持。

事实上,中科海钠与华阳股份已在股权等多个领域有合作。

在股权结构上,华阳股份是中科海钠的股东之一。公开信息显示,华阳股份通过旗下子公司――阳泉市梧桐树嘉裕阳煤智能制造股权投资合伙企业(持股49.8%)间接持有中科海钠7.8%的股权。如果算上母公司华阳集团(002906)有限公司间接持有的股权,华阳系一共持有中科海钠15.6%的股权。

中科海钠与华阳股份在具体项目上也曾多次展开合作。2021年华阳股份与中科海钠共同打造了全球首个1MWh钠离子电池光伏储能系统。在9月30日公告中,公司同样表示,该1GWh钠离子电芯生产线由华阳集团与中科海钠联合打造。

除了与华阳股份/集团合作外,中科海钠合作对象还包括三峡能源,后者的产业化也走在行业前列。

今年7月,全球首条5GWh级钠离子电池生产线一期项目――阜阳海钠科技1GWh钠离子电池生产项目落成。该项目由三峡能源与中科海钠合作完成,技术支持主要来自中科海钠。

计划在2023年量产的电池企业还包括多氟多(002407)、传艺科技(002866)、维科技术(600152),三者计划2023年底前分别建成1GWh、2GWh、2GWh产能。

值得一提的是,在正极材料领域,一家名为钠创新能源的公司也走在行业前列。钠创新能源由上海交通大学马紫峰教授于2012年组建的核心研发团队延伸成立,公司于2018年成立,2019年完成全球首条吨级铁酸钠基正极材料生产线。维科技术的正极材料、电解液均由钠创新能源提供。

行业中,多氟多、传艺科技正极材料、电解液等主要材料则主要来源于自产。

9月19日多氟多在投资者互动平台表示,钠电池样品正在进行中试验证。9月21日,传艺科技公告,钠离子电池项目已具备中试生产条件并即将投产运行。从进展来看,二者产品尚未通过中试,整体进度落后于华阳股份与三峡能源。

总体来看,上述即将迎来钠电池产业化的电池企业可以分为3大类:锂电龙头(宁德时代)、具有研究机构背景的创新型企业(如中科海钠-中科院,钠创新能源-上海交大),以及新兴企业(如传艺科技、维科技术)等。

产业进度上,华阳股份、三峡能源、维科技术、传艺科技计划规划投产进度较为靠前,宁德时代也表示明年将会正式量产,而多氟多则相对落后。

离“挑大梁”还有几道关?

“即便是钠离子电池量产了,钠电池的装机、测试、试用都还没有经历过,现在都还处于一个初级的产品,还要经过很长时间的验证。”隆众资讯锂电池部分析师曲音飞向记者表示,钠电池没有经历过类似锂电池的市场验证,还远未到“攻城略地”的时候。

业内人士普遍观点认为,短期来看,即便是实现量产,钠离子电池距离真正的成熟还有很长的路要走。

墨柯认为,钠离子仍旧处于从0到1的发展阶段,并预判未来两三年它不会有多大的市场。

某国内头部正极材料企业董事长张帆(化名)则表示,没有经过市场印证过程,钠离子电池成熟度难以与锂离子电池相媲美,短期内不具备爆发条件。

张帆认为,在用户端,钠离子电池发展是受到制约的。比如电池管理系统、BMS系统、后端应用系统配套都是需要时间去解决的。

“锂电池也是经历了很多年验证。电动汽车开始推广前,曾推出过‘百城千辆’计划,即在100个城市每个城市布10辆车,要跑好几年。钠离子也是一样的,没有经历这样的验证过程一下推出来,应用场景、寿命都不知道。钠离子电池是不是真那么好,大家也都没有经验。”

张帆预计,最快到2027年后,钠离子电池才会进入市场爆发期。

除了市场验证需要时间,不同应用场景下,钠离子电池在技术层面也需要一些问题需要时间克服。

东高科技首席策略研究员陈宇恒认为,钠离子存在寿命短、能量密度低等突出劣势。“钠离子电池的缺点是钠元素分子量较高,钠离子电位更高,体积更大,在嵌入正负极时易使极片材料发生较大的体积变化,因此,钠离子电池在材料结构稳定性和动力学性能上要求更为严苛。故钠离子电池存在能量密度低、倍率性能欠佳、循环寿命短等相对劣势。”

也正因此,陈宇恒认为,钠离子电池当下仅有个别储能领域的示范项目,大规模应用还没有稳定的刚性需求,这些层面都制约了其产业化进度。

作为市场主要看好的应用领域,“循环寿命低的问题”同样正制约其在储能领域推广应用。

“钠离子(电池)和锂离子(电池)一样,都是在隔膜中间来回来去的去穿梭放电,你想钠离子那么大体积,要穿梭的次数比体积小的锂离子还要长,可想而知,说它的困难程度肯定是要大一些的。”墨柯表示,相比于储能领域,他更看好钠离子电池在电动自行车的应用。

“在储能这一块,钠离子电池其实也不太好走,这条路相对好走的可能就是电动自行车,对于电池的循环寿命并没有太多的要求,关键就是要便宜。这个领域它是有可能率先去尝试的,这也是中科和海纳把钠电市场首选在电动自行车的主要原因。”

公开资料显示,钠离子电池的能量密度为达到145Wh/kg,是铅酸电池的3倍左右,据国泰君安(601211)统计,目前三元电池单体能量密度普遍在200Wh/kg以上,主流产品已经达到250Wh/kg,头部企业的磷酸铁锂电池单体能量密度则在180Wh/kg附近。

循环寿命上,根据正极材料不同,钠离子循环寿命也在一定区间内变动。

目前已公布的主流钠离子电池循环寿命,在1000-4000次之间。相比之下,磷酸铁锂电池寿命则在3000-10000次之间。

“不论是储能还是其他领域,钠离子电池现阶段还很难完全取代锂电池,因为二者之间的应用领域是存在互补的,目前市场给钠离子电池的定位是锂离子电池的潜在替代者,是锂电池的补充,而非替代。”陈宇恒表示。

(作者:彭硕 编辑:巫燕玲)

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