鈉離子電池：潛力巨大的電池路線

鈉資源與鋰資源相比，豐度更高、成本更低。隨著全球電池需求量的迅速增長(zhǎng)，以及鋰資源空間分布的不均勻，中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)始面臨鋰資源約束問(wèn)題。與之相比，鈉資源量?jī)?chǔ)備豐富、分布廣泛、提煉簡(jiǎn)單，大規(guī)模商用后，會(huì)有較大的成本優(yōu)勢(shì)。鈉離子電池可以作為磷酸鐵鋰電池的替代品。在電池的核心性能上，鈉離子電池的理論能量密度上限低于鋰離子電池，但能量密度區(qū)間與磷酸鐵鋰電池有重疊范圍。與鋰離子電池相比，鈉離子電池有以下優(yōu)勢(shì)：(1)集流體材料更便宜;(2)界面離子擴(kuò)散能力更好;(3)離子電導(dǎo)率更高;(4)高低溫性能更優(yōu)異;(5)安全性能更好。鈉離子產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望加快。早在2020年6月寧德時(shí)代成立21C實(shí)驗(yàn)室時(shí)，就把鈉離子電池作為中短期的三個(gè)主要研究方向之一。2021年5月21日，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)宣布公司將于今年7月份左右發(fā)布鈉離子電池。我國(guó)的中科海鈉公司也在近年來(lái)先后推出鈉離子電池電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能電站的示范。

電池材料：正負(fù)極材料變化較大

正極：鈉離子電池與鋰離子電池最大的區(qū)別在于正極材料。正極材料使用鈉資源，將為鈉離子電池提供巨大的成本優(yōu)勢(shì)。根據(jù)中科海鈉披露的數(shù)據(jù)，鈉離子電池(NaCuFeMnO/軟碳體系)的正極材料成本，僅為鋰離子電池(磷酸鐵鋰/石墨體系)正極材料成本的40%左右。負(fù)極：中科海鈉通過(guò)對(duì)碳源前驅(qū)體進(jìn)行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)無(wú)煙煤的成本低，平均1800元/噸，用無(wú)煙煤制備無(wú)定形碳負(fù)極材料將有利于大幅降低電池成本，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)，最終研制出了無(wú)煙煤基鈉離子電池負(fù)極材料。負(fù)極集流體：鈉離子電池正負(fù)極集流體均為鋁箔。根據(jù)我們測(cè)算，每1KWh的磷酸鐵鋰電池中，銅箔的價(jià)值量約為50元，占材料成本的15%;鋁箔的價(jià)值量約為8元，占材料成本的2%。鈉離子電池中鋁箔替代銅箔后，每KWh電池中用于制作集流體的材料成本將會(huì)減少40元左右，即材料成本的10%左右。

應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)鈉離子電池潛在應(yīng)用場(chǎng)景的需求量為123GWh，以磷酸鐵鋰電池價(jià)格計(jì)量，對(duì)應(yīng)537億元左右的市場(chǎng)空間。鈉離子電池在儲(chǔ)能、電動(dòng)兩輪車(chē)與A00級(jí)別汽車(chē)領(lǐng)域均有較好的應(yīng)用前景。預(yù)計(jì)2025年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能需求48GWh，兩輪車(chē)需求41GWh，A00級(jí)別汽車(chē)需求34GWh。當(dāng)前這三個(gè)場(chǎng)景主要應(yīng)用磷酸鐵鋰電池，若鈉離子電池行業(yè)產(chǎn)業(yè)化順利推進(jìn)，當(dāng)產(chǎn)能達(dá)到GWh級(jí)別時(shí)，設(shè)備折舊費(fèi)用攤薄，其材料成本低的優(yōu)勢(shì)將顯現(xiàn)出來(lái)，有望在儲(chǔ)能、電動(dòng)兩輪車(chē)、A00級(jí)別汽車(chē)等領(lǐng)域?qū)α姿徼F鋰電池實(shí)現(xiàn)替代。

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