作者 |劉冬雪
編輯 |孫春芳
整個(gè)2022年,對(duì)于動(dòng)力電池廠商和整車廠最刺激的事情莫過于鋰價(jià)的飆漲。雖然數(shù)年間鋰原料的價(jià)格一直處在波動(dòng)的狀態(tài),但從沒有像今年這么瘋狂過。
(相關(guān)資料圖)
從3月份開始,電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格就沒下過40萬(wàn)元/噸,下半年更是一度突破60萬(wàn)元/噸,兩年間價(jià)格暴漲10倍不止。鋰因此還得了個(gè)“白色石油”的稱號(hào),顧名思義,控制石油能讓你富得流油,控制鋰礦,也能讓你富甲一方。
這時(shí)候,與鋰電池研究幾乎同期起步的鈉電池在被忽視了30多年后,因?yàn)樵蟽?chǔ)存豐富、價(jià)格“白菜”的核心優(yōu)勢(shì),走到了聚光燈下。
一時(shí)間,鈉電池將取代鋰電池的聲音此起彼伏,從上游的礦場(chǎng)到中游的動(dòng)力電池廠商,都爭(zhēng)先恐后布局鈉電池產(chǎn)業(yè),鈉電池的相關(guān)消息也成了資本市場(chǎng)的財(cái)富密碼。
規(guī)模化的前夜
實(shí)際上,早在1870年,法國(guó)作家儒勒·凡爾納在其所著的科幻小說(shuō)《海底兩萬(wàn)里》中就提出過鈉電池的概念。
100年后,法國(guó)的Armand提出了“搖椅式電池”的概念,開啟對(duì)鈉離子電池的研究。接著,鈉電池電極材料和電解液被發(fā)現(xiàn)。2017年,國(guó)內(nèi)第一家專注于鈉離子電池研發(fā)和生產(chǎn)的公司中科海納成立,也標(biāo)志著國(guó)內(nèi)鈉電池的研究進(jìn)入了新階段。
鈉和鋰同為活潑金屬,化學(xué)性質(zhì)相似,鈉電池和鋰電池的工作原理及結(jié)構(gòu)也相似,均由正負(fù)極、隔膜、電解液和集流體構(gòu)成,依靠鈉離子或鋰離子在電極間的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)充放電的過程,也就是所謂的“搖椅式電池”。
不同的是,鈉離子原子半徑較鋰離子大至少35%以上,其較難在材料中嵌入脫出,在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面要求更嚴(yán)苛,這也就導(dǎo)致了鈉電池的能力密度更低、研發(fā)難度更大,為此鈉電池也坐了30多年的冷板凳。
而如今,鈉電池被推到臺(tái)前,很大程度上是鋰電池原料漲價(jià)漲得太兇。
鈉電池相較鋰電池最大的優(yōu)勢(shì)就是便宜。首先體現(xiàn)在資源儲(chǔ)量上,地球上的鈉資源儲(chǔ)量非常豐富,鈉資源地殼含量占2.75%,而鋰資源僅占0.0065%。且鈉資源分布均衡,不受資源和地域限制,中國(guó)的鈉資源儲(chǔ)量占據(jù)全球儲(chǔ)量的22%,不依賴進(jìn)口,避免了“卡脖子”的問題。
2年前,1噸碳酸鋰現(xiàn)貨只需4萬(wàn)出頭,今年價(jià)格足足翻了10倍不止,價(jià)格飆升至50萬(wàn)元/噸以上。相比之下,碳酸鈉的價(jià)格不過0.3萬(wàn)元/噸。
圖/視覺中國(guó)
同時(shí),鈉電池正極材料所用的銅、鐵、錳等金屬材料比鋰電池中的鎳和鈷更便宜;集流體也可以用比銅箔更便宜的鋁箔代替。
“隨著上下游產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟完善,一旦鈉電池具備了規(guī)模效應(yīng),其成本有望比磷酸鐵鋰電池低20%。”中國(guó)工程院院士、鈉電池研發(fā)企業(yè)中科海鈉創(chuàng)始人之一的陳立泉也多次指出鈉電池的成本優(yōu)勢(shì)。
此外,從安全性角度講,鋰電池電流密度越大枝晶鋰生長(zhǎng)越快,容易刺穿電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),造成短路自燃。而鈉離子產(chǎn)生枝晶的概率很低,自燃的概率也很低。且鈉電池適應(yīng)溫域更廣,寧德時(shí)代的一代鈉電池在-20℃的低溫環(huán)境中也可以擁有90%以上的放電保持率,而鋰離子電池在相同環(huán)境下放電保持率只有70%左右。
不過,鈉電池的短板也很明顯。理論上,鈉離子電池能量密度上限是200Wh/kg,而鋰電池能量密度為150-350Wh/kg。
以寧德時(shí)代電池第一代鈉離子電池為例,其能量密度為160Wh/kg,而磷酸鐵鋰電池能量密度超180Wh/kg、三元鋰電池能量密度接近300Wh/kg。
在循環(huán)壽命上,磷酸鐵鋰能夠達(dá)到3000-10000次,鈉離子電池的循環(huán)壽命則為1000-4000次。
在眾鈉能源常務(wù)副總裴滿看來(lái),鈉電池的綜合性能是介于鉛酸電池和鋰電池之間的,更多的是向鋰電池靠近,但現(xiàn)階段鈉電池的綜合性能還是跟磷酸鐵鋰電池有差距。
也有業(yè)內(nèi)人士指出,鈉電池的發(fā)展不應(yīng)該被高能量綁架,對(duì)于成本敏感、安全性要求高的產(chǎn)品,鈉電池有著很廣闊的應(yīng)用市場(chǎng),比如A00級(jí)電動(dòng)車、兩輪電動(dòng)車和儲(chǔ)能領(lǐng)域。
但現(xiàn)階段,鈉電池制造成本約為1元/Wh,與三元鋰電池相當(dāng),成本的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)尚不明顯。
技術(shù)的不確定性
鈉電池技術(shù)路線有很多,目前沉淀下來(lái)正極主流的技術(shù)路線有三個(gè),分別是層狀氧化物、普魯士材料和聚陰離子。
這三種技術(shù)路線各有優(yōu)劣。層狀氧化物電池結(jié)構(gòu)和三元鋰電類似,正極晶格結(jié)構(gòu)是層狀的,優(yōu)點(diǎn)是能量密度可以做高,但相比聚陰離子循環(huán)壽命會(huì)略差一些。聚陰離子正極結(jié)構(gòu)和磷酸鐵鋰類似,是橄欖石狀晶體結(jié)構(gòu),可以做到結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定,有助于做高循環(huán)壽命,不過成品電池能量密度低、體積大。普魯士材料,優(yōu)勢(shì)是原料成本低,可循環(huán)壽命做不上去。
而鈉電池負(fù)極材料有硬碳、軟碳兩條路線,目前以硬碳為主流。
上述的技術(shù)路線,都有各自的擁躉。寧德時(shí)代選擇了層狀氧化物和普魯士藍(lán)兩條技術(shù)路線。比如2021年7月末,寧德時(shí)代發(fā)布的其第一代鈉電池,正極材料采用的就是普魯士藍(lán)材料,負(fù)極材料采用的是硬碳材料。
不過發(fā)布一年多,寧德時(shí)代的鈉電池卻遲遲沒有量產(chǎn)。據(jù)真鋰研究創(chuàng)始人墨柯了解,其之所以推遲量產(chǎn),是因?yàn)殁c電池生產(chǎn)出來(lái)后存在一定的吸水性,影響了電池的使用壽命。
就在近期,寧德時(shí)代透露,目前公司鈉電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展順利,明年將會(huì)正式量產(chǎn)。而公司下一代鈉電池的能量密度目標(biāo)是200Wh/kg,能夠滿足續(xù)航400公里以下的純電車需求,如果能采用鋰鈉電混搭的AB方案,有望將能力邊界拓展至500公里,可覆蓋65%的新能源車市場(chǎng)。
據(jù)一位接近寧德時(shí)代人士透露,明年寧德時(shí)代或在一些A00車型和商用車上實(shí)現(xiàn)鈉離子電池的試裝和試產(chǎn)。
中科海鈉選擇的是層狀氧化物路線。中科海鈉的核心團(tuán)隊(duì)由中國(guó)工程院院士陳立泉、中國(guó)科學(xué)院物理研究所胡勇勝研究員牽頭成立。據(jù)公司官網(wǎng)顯示,公司目前的鈉離子電池能量密度為145 Wh/kg,循環(huán)壽命為4500次。中科海鈉計(jì)劃將鈉離子電池的能量密度進(jìn)一步提升至180-200 Wh/kg,同時(shí)將循環(huán)壽命提高到8000-10000次。
11月29日,中科海鈉(阜陽(yáng))全球首條GWh級(jí)鈉離子電池生產(chǎn)線產(chǎn)品下線,中科海鈉總經(jīng)理李樹軍稱,阜陽(yáng)產(chǎn)線計(jì)劃在明年擴(kuò)產(chǎn)至3-5 GWh,并有望實(shí)現(xiàn)100MW級(jí)鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)推廣應(yīng)用。
據(jù)了解,目前中科海鈉的鈉離子電池已應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車以及儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域。
圖/視覺中國(guó)
在鈉電池領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)也基本形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈。正極材料方面有容百科技、振華新材和美聯(lián)新材等;負(fù)極材料有貝特瑞、杉杉股份等;電解液有多氟多、天賜材料等;集流體有鼎盛新材、明泰鋁業(yè)和寶明科技等……
其實(shí)也可以看出,限制鈉電池產(chǎn)業(yè)化一個(gè)很重要的原因是技術(shù)路線上太分散了,沒有形成共識(shí)。“當(dāng)大家選擇不一樣的時(shí)候,最終還要交由市場(chǎng)選擇,這里面就有一些不確定性。材料廠商往往會(huì)選擇某個(gè)電池廠商合作形成配套生產(chǎn),一開始并不會(huì)制定龐大的生產(chǎn)計(jì)劃,前期肯定還是嘗試的過程。”墨柯說(shuō)。
另外,鈉電池的裝機(jī)量還處于起步階段,這里還涉及產(chǎn)業(yè)鏈成熟度的問題。目前,鈉電池的負(fù)極材料硬碳,其產(chǎn)業(yè)成熟度在國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)還不是很完善,多數(shù)依賴進(jìn)口,原料價(jià)格比較高,市場(chǎng)上價(jià)格大概每噸20萬(wàn)元左右,這種原材料在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地還需要一段時(shí)間。
資本聞風(fēng)先動(dòng)
鈉電池在技術(shù)和商業(yè)化方面還有很長(zhǎng)的路要走,但資本的熱情卻按捺不住了,以至于不論是誰(shuí),只要跟鈉電池沾邊,資本就可以給他送上天。
6月22日,一家名為“傳藝科技”的A股上市公司,一張公告直接換來(lái)了6個(gè)漲停。深交所都直呼看不懂,趕緊發(fā)去了關(guān)注函。
傳藝科技讓資本市場(chǎng)躁動(dòng),就靠一個(gè)信息:公司將設(shè)立孫公司——“江蘇傳藝鈉電科技有限公司”(以下簡(jiǎn)稱“傳藝鈉電”),從名字也能看出來(lái),這是一家做鈉電池和相關(guān)原材料的公司。
熟悉動(dòng)力電池的人或許對(duì)傳藝科技這幾個(gè)字很陌生,這很正常,因?yàn)閭魉嚳萍荚咀龅木褪歉鷦?dòng)力電池八竿子打不著的生意。
據(jù)了解,傳藝科技主要業(yè)務(wù)是生產(chǎn)鍵盤和鼠標(biāo),甚至是全球四大頂級(jí)鍵盤制造商柔性線路板核心部件的主要供應(yīng)商。按照其2022年中期報(bào)顯示,公司的電腦鍵盤等輸入設(shè)備及配件、筆記本觸控板及按鍵和消費(fèi)電子產(chǎn)品所用柔性印刷線路板三項(xiàng)業(yè)務(wù)合計(jì)就占了營(yíng)收的98.33%。
鈉電池的效果真是立竿見影,傳藝科技隔三差五放出點(diǎn)消息,公司股價(jià)每輪都跟著瘋漲。6月底宣布進(jìn)軍鈉電池,10月底宣布進(jìn)入中試階段,先不管4個(gè)月是怎么完成材料研發(fā)、驗(yàn)證和小規(guī)模試生產(chǎn)環(huán)節(jié)的,反正公司股價(jià)是漲了3倍,市值漲了90億元。
實(shí)際上,7月份傳藝科技就在回復(fù)深交所關(guān)注函時(shí)表示過,公司鈉電池還是無(wú)量產(chǎn)、無(wú)客戶、無(wú)訂單的“三無(wú)”狀態(tài)。不過這并不影響公司對(duì)鈉電池設(shè)計(jì)宏偉版圖。
圖/雪球
9月7日,傳藝科技發(fā)布公告稱,其孫公司傳藝鈉電擬規(guī)劃建設(shè)一期5萬(wàn)噸/年、二期10萬(wàn)噸六氟磷酸鈉生產(chǎn)線。一期計(jì)劃于2022年11月份開工建設(shè),2023年3月份投產(chǎn),投產(chǎn)后半年內(nèi),實(shí)際產(chǎn)能應(yīng)達(dá)到規(guī)劃產(chǎn)能的50%;投產(chǎn)后第一年后,實(shí)際產(chǎn)能應(yīng)達(dá)到規(guī)劃產(chǎn)能的90%以上。
次日,傳藝科技發(fā)布更正公告,稱工作人員疏忽,前一日披露的內(nèi)容有誤,將前述“六氟磷酸鈉產(chǎn)線”改為“鈉電池電解液項(xiàng)目”。在一位業(yè)內(nèi)人士看來(lái),如此低級(jí)的失誤實(shí)屬不該發(fā)生在電池行業(yè)的從業(yè)者的身上。
而關(guān)于傳藝鈉電的產(chǎn)能規(guī)劃,也讓墨柯感到震驚。以鋰離子電池為參考,1噸六氟磷酸鋰大概可以生產(chǎn)8噸左右的電解液,1KWh電池需要1kg的電解液,算下來(lái),5萬(wàn)噸的六氟磷酸鋰可以供400GWh的電池使用。“5萬(wàn)噸的六氟磷酸鈉產(chǎn)能可以滿足數(shù)百GWh的鈉電池需要,這有點(diǎn)太超前了。”墨柯說(shuō)。
而根據(jù)中汽協(xié)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,今年1-11月,我國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)裝車量是258.5GWh;中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,2021年我國(guó)累計(jì)儲(chǔ)能裝機(jī)量為46.1GW。也就是說(shuō),傳藝鈉電一年的產(chǎn)能基本夠全國(guó)動(dòng)力電池和儲(chǔ)能用了。
再說(shuō)回傳藝鈉電的研發(fā)歷程,4個(gè)月就進(jìn)入到中試線投產(chǎn)階段。相較之下,行業(yè)內(nèi)公認(rèn)鈉電池起步較早的中科海鈉團(tuán)隊(duì),從技術(shù)研發(fā)走到試生產(chǎn)可是花了6年多。
此外,傳藝鈉電的電池能量密度和循環(huán)次數(shù)分別對(duì)標(biāo)寧德時(shí)代和中科海鈉,這也加重了業(yè)內(nèi)對(duì)其“炒作”的質(zhì)疑。
眼看著散戶現(xiàn)在沖得起勁,但客戶最終看的還是產(chǎn)能和產(chǎn)品,是借機(jī)炒作還是真材實(shí)料,市場(chǎng)總會(huì)給出最終答案。
關(guān)鍵詞: 鋰離子電池
版權(quán)與免責(zé)聲明:
1 本網(wǎng)注明“來(lái)源:×××”(非商業(yè)周刊網(wǎng))的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),本網(wǎng)不承擔(dān)此類稿件侵權(quán)行為的連帶責(zé)任。
2 在本網(wǎng)的新聞頁(yè)面或BBS上進(jìn)行跟帖或發(fā)表言論者,文責(zé)自負(fù)。
3 相關(guān)信息并未經(jīng)過本網(wǎng)站證實(shí),不對(duì)您構(gòu)成任何投資建議,據(jù)此操作,風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。
4 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等其它問題,請(qǐng)?jiān)?0日內(nèi)同本網(wǎng)聯(lián)系。