全球能源變革的大浪潮下,鋰電池迅速“躥紅”為最火爆的賽道之一。而在此時(shí),全球動(dòng)力電池的“帶頭大哥”寧德時(shí)代(300750.SZ)又發(fā)布了新的技術(shù)路線(xiàn)圖。
7月29日收盤(pán)后,寧德時(shí)代正式發(fā)布新一代鈉離子電池,創(chuàng)始人曾毓群親自站臺(tái)。
他在發(fā)布會(huì)中表示,鈉離子電池在低溫性能、快充以及環(huán)境的適應(yīng)性等方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),將與鋰離子電池相互兼容互補(bǔ),多元化的技術(shù)路線(xiàn)是動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。
寧德時(shí)代入局,可以說(shuō)掀開(kāi)了鈉離子電池的商業(yè)化之路。
在新能源時(shí)代,動(dòng)力電池就相當(dāng)于傳統(tǒng)能源時(shí)代的石油,重要性不言而喻。而這個(gè)戰(zhàn)略性資源卻面臨巨大的缺口,全球新興能源市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)SNE Research預(yù)測(cè),到2023年,全球電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的需求達(dá)406千兆瓦時(shí)(GWH);而動(dòng)力電池供應(yīng)預(yù)計(jì)為335千兆瓦時(shí)(GWH),缺口比例約為18%。
隨著時(shí)間的推移,這一狀況并未好轉(zhuǎn),到2025年,這一缺口將擴(kuò)大到約40%。
作為全球最大的新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)國(guó),我國(guó)80%的鋰資源供應(yīng)依賴(lài)進(jìn)口,一旦國(guó)際局勢(shì)發(fā)生動(dòng)蕩,就如同華為遭遇芯片“封殺”一樣,動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈也將處于“卡脖子”的境地。
今年4月5日至5月1日,受疫情影響,智利政府就宣布關(guān)閉邊境,這個(gè)全球最大的鋰礦儲(chǔ)量國(guó)封國(guó)加劇了鋰礦短缺,上游鋰礦價(jià)格也是持續(xù)上漲。
因此,找到替代品,或者備選技術(shù)路徑,未雨綢繆,迫在眉睫。半個(gè)月前,國(guó)家發(fā)改委、能源局在《新型儲(chǔ)能發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》中,便提出了加快鈉離子電池等技術(shù)的規(guī)?;囼?yàn)示范。
這相當(dāng)于在戰(zhàn)略層面,給予了鈉離子電池“國(guó)家級(jí)別”的支持。
01 寧德時(shí)代的野心
雖然發(fā)布會(huì)僅有短短十分鐘,但是干貨滿(mǎn)滿(mǎn)。
看點(diǎn)一:電池密度全球第一。在電池性能方面,寧德時(shí)代第一代鈉離子能量密度達(dá)到160Wh/kg,全球最高水平。
看第二:快充。15分鐘快充能夠達(dá)到80%,快充性能超過(guò)了所有鋰電池。
看點(diǎn)三:低溫性能好。零下20度還有90%的放電保持率。熱穩(wěn)定性超過(guò)國(guó)家安全要求,在低溫性能和快充方面有明顯優(yōu)勢(shì)。
而且,寧德時(shí)代正在研發(fā)的下一代電池密度達(dá)到200Wh/kg,并且在2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。要知道,目前寧德時(shí)代現(xiàn)有CTP磷酸鐵鋰電池的能量密度是200-210Wh/kg。換句話(huà)說(shuō),理論上,下一代鈉離子電池有可能替代磷酸鐵鋰電池。
此前,業(yè)內(nèi)一致認(rèn)為鈉離子電池能量密度不夠,難以和鋰電池抗衡,而寧德時(shí)代的技術(shù)研發(fā),打破這個(gè)界限,想象空間立即被打開(kāi)了。
其次,寧德時(shí)代在系統(tǒng)集成方面進(jìn)行了創(chuàng)新,提出“鈉-鋰離子電池”混排方案,通過(guò)兩種電池混搭串并聯(lián)及BMS輔助,使鈉離子電池可以直接適配現(xiàn)有動(dòng)力電池體系。
這樣可以實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短,既彌補(bǔ)了鈉離子電池現(xiàn)階段的能量密度短板,也能發(fā)揮其高功率、低溫性能的優(yōu)勢(shì),這樣的鈉-鋰離子電池系統(tǒng)就可以適配更多的應(yīng)用場(chǎng)景。
這個(gè)電池系統(tǒng)集成創(chuàng)新,直接解決了低溫續(xù)航能力差的里程焦慮,而且充電更快。東北的“老鐵們”就不用再糾結(jié)冬天電動(dòng)車(chē)掉電快的問(wèn)題了。此次發(fā)布會(huì)不僅僅停留在PPT層面。據(jù)說(shuō),發(fā)布會(huì)后,寧德時(shí)代就表示,公司已經(jīng)和車(chē)企、儲(chǔ)能客戶(hù)進(jìn)行商業(yè)化的合作了。看完發(fā)布會(huì),有一種感受:就是寧德時(shí)代的野心不僅是儲(chǔ)能領(lǐng)域,還要將鈉離子電池應(yīng)用在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。
此前,有券商分析認(rèn)為,到2025年國(guó)內(nèi)鈉離子電池僅有約537億元左右的市場(chǎng)空間。而如果能成功切入新能源汽車(chē)領(lǐng)域,這個(gè)市場(chǎng)空間就將極大的提升,完全不是一個(gè)級(jí)別。
曾毓群表示,有人認(rèn)為電池的化學(xué)體系已很難創(chuàng)新,只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)?!暗覀冋J(rèn)為,電化學(xué)的世界,就像能量魔方,未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知,我們樂(lè)此不疲地探索著其中的奧秘?!?/p>
寧德時(shí)代的這一探索,正在打開(kāi)一個(gè)類(lèi)似30年前鋰電池商業(yè)化的廣闊未來(lái)。
02 不只是“備胎”
其實(shí),鈉離子電池并非新鮮玩意兒,上世紀(jì)70年代這一概念就已經(jīng)被提出,如今再次被行業(yè)重視。
鈉離子電池與鋰離子電池?fù)u椅式工作原理類(lèi)似,主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。是一種二次電池(充電電池),主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。
鈉離子電池工作原理
成本低,儲(chǔ)量大是鈉資源的主要優(yōu)勢(shì)。
科普一下,鈉資源在地殼中的豐度是鋰的1353倍。鈉與鋰處于主族,具有相似的物理化學(xué)屬性,但鈉在地殼中的含量非常豐富,而且鈉分布于世界各地,相比于鋰完全不受資源和地域的限制。
鈉資源與鋰資源分布對(duì)比
而鋰在地殼中的含量較少,約占0.0065%且分布不均勻,從鋰礦的現(xiàn)有儲(chǔ)量看,全球70%的鋰資源集中分布在南美洲地區(qū)。
比如,位于智利的阿塔卡馬(Atacama)鹽湖,是世界上第三大干鹽湖,這個(gè)天然優(yōu)勢(shì)將智利SQM公司推上了世界上最大的碳酸鋰生產(chǎn)者地位。智利政府像保護(hù)國(guó)寶一樣小心保護(hù)著這個(gè)產(chǎn)業(yè)。
儲(chǔ)量豐富,價(jià)格上,自然更加便宜。中科海納數(shù)據(jù)顯示,鈉資源價(jià)格在每千克2元左右;而鋰資源價(jià)格則為每千克150元。
在集流體選擇上,鈉離子電池正負(fù)極集流體均為便宜的鋁箔,而鋰離子電池負(fù)極集流體則必須為價(jià)格較貴的銅箔。
根據(jù)中科海鈉測(cè)算,受益于正極材料成本低,鈉離子電池較鋰離子電池BOM成本低30%-40%。此外,鈉離子電池電化學(xué)性能相對(duì)穩(wěn)定,更具安全性。
鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)
新一代鈉離子電池密度達(dá)到160Wh/kg,與磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池接近;據(jù)中科海鈉 7月6日披露,鈉離子電池能夠循環(huán)4500次以上,已經(jīng)高于磷酸鐵鋰循環(huán)壽命,鈉離子 電池在循環(huán)壽命方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了追趕 。
在現(xiàn)階段,鋰離子電池很難同時(shí)支撐電動(dòng)汽車(chē)和規(guī)模儲(chǔ)能兩個(gè)龐大的市場(chǎng)。因此,鈉離子電池雖然初露頭角,但未來(lái)或成為重要的新能源技術(shù)路線(xiàn)。
03 引爆產(chǎn)業(yè)鏈
鈉離子電池也有自身的特色,這將是其引爆相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵看點(diǎn)。
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈及核心材料
碳酸鈉(正極材料):絕對(duì)剛需
相關(guān)上市公司:遠(yuǎn)興能源、山東?;⑷鸦?、中鹽化工
以鋰電池為例,其主要構(gòu)成材料包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔離膜等,其中正極材料作為能夠直接決定鋰電池性能指標(biāo)的重要組分占據(jù)著最為重要的地位。但無(wú)論哪種正極材料,都會(huì)對(duì)碳酸鋰產(chǎn)生絕對(duì)的剛需。
同樣,在鈉離子電池的生產(chǎn)過(guò)程中,無(wú)論哪種正極材料都需要鈉元素參與反應(yīng)。
鈉離子電池常用正極材料
因此,鈉離子電池正極材料對(duì)碳酸鈉(又叫純堿)產(chǎn)生剛需。鈉離子電池有望進(jìn)一步推高純堿行業(yè)景氣,未來(lái)鈉離子電池有望在遠(yuǎn)期為純堿行業(yè)帶來(lái)新的需求增量。
鋁箔(集流體):爆發(fā)的前夜
相關(guān)上市公司:海星股份、萬(wàn)順新材、鼎盛新材、明泰鋁業(yè)、華峰鋁業(yè)
鋁箔是電池的關(guān)鍵材料。鋰離子電池的正極集流體用鋁箔,負(fù)極集流體用銅箔,而鈉離子電池正負(fù)極集流體均為更便宜的鋁箔。也就是說(shuō)鋁箔在鈉離子電池中的用量比在鋰離子電池中更多。
目前,鋰電鋁箔需求已步入爆發(fā)期,2021年全球鋰電鋁箔需求量約19.2萬(wàn)噸,全球需求缺口約1.5%,2022年供需缺口將繼續(xù)擴(kuò)大,達(dá)到5%。而行業(yè)新增產(chǎn)能需2-3年,預(yù)期供需將長(zhǎng)期錯(cuò)配,目前加工費(fèi)已上漲20%以上,現(xiàn)價(jià)1.8萬(wàn)/噸,未來(lái)加工費(fèi)將保持高位。預(yù)計(jì)電池鋁箔2025年整體需求量將達(dá)到37.8 萬(wàn)噸。
而鈉離子電池的量產(chǎn),將給鋁箔帶來(lái)新的增量空間,預(yù)計(jì)未來(lái)5年復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá)32%。
負(fù)極:硬碳是核心
相關(guān)上市公司:中國(guó)寶安(貝特瑞)、杉杉股份、翔豐華
鋰電池主要負(fù)極材料是石墨,只有高功率負(fù)極材料會(huì)用到軟硬碳材料和鈦酸鋰等。鈉電負(fù)極是軟碳、硬碳、過(guò)渡金屬氧化物等,考慮負(fù)極材料的成本、穩(wěn)定性、循環(huán)性能等指標(biāo),最容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化仍然是碳材料,硬碳將是核心。
石墨的技術(shù)難度高于硬碳,負(fù)極相關(guān)公司可以靈活調(diào)節(jié)負(fù)極產(chǎn)能,可以從石墨調(diào)整到硬碳和軟碳,因此對(duì)行業(yè)格局影響不大。
電解液:電解質(zhì)將發(fā)生改變
相關(guān)上市公司:天賜材料、新宙邦
鈉離子電池電解液與鋰離子電池電解液配方相似,均由電解質(zhì)、溶劑和添加劑組成,最大的區(qū)別是電解質(zhì)由六氟磷酸鋰變?yōu)榱姿徕c。
六氟磷酸鈉的生產(chǎn)反應(yīng)工藝/設(shè)備和過(guò)程成本和六氟磷酸鋰基本一致,區(qū)別僅是其原料用鈉鹽替代了碳酸鋰。
添加劑沒(méi)有變化,溶劑則會(huì)用碳酸丙烯酯(PC)。因此,主流的電解液廠商在電解質(zhì)方面受到的影響將比較大。
04 新技術(shù)的野望
隨著新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量增長(zhǎng),我國(guó)有可能從“石油卡脖子轉(zhuǎn)變?yōu)殇囐Y源卡脖子”。
在目前鋰電池原料僅有20%自給率的基礎(chǔ),寧德時(shí)代宣布推出鈉離子電池更有戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備的意義。
除了寧德時(shí)代,國(guó)內(nèi)已有多家公司提前布局。
背靠中科院物理研究所,中科海鈉在鈉離子電池領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位,目前在技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品生產(chǎn)上都已初具規(guī)模。
公司于2018年發(fā)布了全球首輛使用鈉離子電池驅(qū)動(dòng)的低速電動(dòng)汽車(chē)。今年6月28日,科海鈉打造的全球首套1MWh鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在山西太原正式投入運(yùn)行。
華陽(yáng)股份于4月14日發(fā)布公告稱(chēng),公司全資子公司新陽(yáng)能源擬投資新建“鈉離子電池正極材料千噸級(jí)生產(chǎn)項(xiàng)目”、“鈉離子電池負(fù)極材料千噸級(jí)生產(chǎn)項(xiàng)目”兩個(gè)項(xiàng)目,總投資預(yù)計(jì)分別不超過(guò)8000萬(wàn)元和6000萬(wàn)元。而該項(xiàng)目計(jì)劃在今年12月份完成聯(lián)動(dòng)試車(chē)并進(jìn)入試生產(chǎn)。
在投資者互動(dòng)平臺(tái),華陽(yáng)股份表示該項(xiàng)目正是由華陽(yáng)股份子公司山西新陽(yáng)清潔能源公司和中科海納成立的合資公司負(fù)責(zé),隨著項(xiàng)目的推進(jìn),會(huì)考慮將與鈉離子電池相關(guān)業(yè)務(wù)納入經(jīng)營(yíng)范疇。
此外,華陽(yáng)股份間接投資中科海鈉,陽(yáng)煤智能制造基金持有中科海納3.33%的股份,華陽(yáng)股份持有陽(yáng)煤智能制造基金份額49.8%。
鵬輝能源于5月24日表示,公司已經(jīng)做出鈉離子電池樣品(采用磷酸鹽類(lèi)鈉正極與硬碳體系負(fù)極),6月份進(jìn)行中試,預(yù)計(jì)年底前批量生產(chǎn)。
分析來(lái)看,國(guó)內(nèi)公司中,中科海鈉屬于純正的鈉離子電池企業(yè),但并未上市。
A股上市公司中,寧德時(shí)代發(fā)布新一代鈉離子電池,屬于行業(yè)先行者及產(chǎn)業(yè)整合者;華陽(yáng)股份概念質(zhì)地較為純正。
但基本上,A股上市公司還處于初步投資和研發(fā)階段,或是處于產(chǎn)業(yè)鏈的邊緣材料和技術(shù)領(lǐng)域,短期內(nèi)還難以為公司貢獻(xiàn)利潤(rùn)。
整體來(lái)說(shuō),鈉離子電池還處于產(chǎn)業(yè)化初期,整體還處于炒作階段,我們要警惕炒作后的風(fēng)險(xiǎn)。
不過(guò),隨著行業(yè)巨頭的布局,及國(guó)家戰(zhàn)略層面的支持,鈉離子電池這一儲(chǔ)能領(lǐng)域的“明日之星”或?qū)⒂瓉?lái)大爆發(fā)。
本文選編自“君臨財(cái)富”,智通財(cái)經(jīng)編輯:秦志洲