近期,钠电池备受资本市场关注,多家钠离子电池厂商纷纷公布了钠电池领域的最新进展。海纳电池(阜阳)下线全球首条GWh级钠离子电池生产线。海纳电池总经理李树军透露,富阳生产线计划明年扩建至3GWh至5GWh,有望实现100MW钠离子电池储能系统的推广应用。与此同时,钠电池相关企业的产业化进程正在加快。
美联最近表示,层状氧化物阴极材料的技术路线最早将在2023年第一季度率先实现工业化。中科海纳和钠创等领先公司也是这一技术路线的领导者。此外,宁德时代和传艺科技等多家公司最近再次强调,他们将在明年实现钠电池的大规模生产。
对此,黄河科技学院客座教授、汽车分析师张翔表示,钠电池产业体系正处于商业化的早期阶段,竞争格局有待跟进。相关的领先公司仍然具有先发优势。
钠电池的三条技术路线
钠电池的行业关注度与日俱增。一方面,在“双碳”目标下,节能减排、发展清洁能源是我国能源战略的必然要求和转型方向;
另一方面,碳酸锂价格较高,上游成本短期内大幅上涨,进一步压缩中下游利润空间。寻找替代材料迫在眉睫,加快了企业对钠电池产业化的研究和布局。
在工业化初期,相关公司技术路线的选择在一定程度上决定了未来的市场竞争格局。目前钠电池正极材料的选择有三条技术路线,主要是层状氧化物、普鲁士蓝(白色)和聚阴离子。
可以理解,层状氧化物关注能量密度;普鲁士蓝(白色)注重低成本;聚阴离子注重循环寿命。业内专家曾表示,层状氧化物工艺已经成熟,其工艺流程类似于锂电池的设备和三元材料。配套企业基本是成熟的三元正极材料生产企业,能够提供一致性好、性能稳定的样品和量产原材料。这是近期工业化的首选解决方案。
与磷酸铁锂正极材料相比,钠层状氧化物正极的每瓦时成本更低。钠电池产业化的初衷是降低成本,因此其主要替代动力和储能的高性价比市场与磷酸铁锂的场景重叠。在小功率和电力性价比的市场场景下,层状氧化物路线基于其比磷酸铁锂更高的倍率和低温性能优势,有望形成差异化竞争优势。
相比之下,普鲁士蓝化合物具有低成本、广阔的发展空间、高电压和可逆容量。由于制备方便,原料易得,加上中科海纳电池的示范,层状氧化物目前发展迅速。在成本和能量密度方面,未来普鲁士蓝材料相对成熟后,性价比会更高,增长速度会加快。
专家们普遍认为,尽管钠电池三条技术路线的工业化时间是有序列的,但谁能在市场上站稳脚跟,取决于每项技术何时能突破自身的瓶颈。首先实现工业化的路线并不是最终的赢家,就像三元锂最早量产一样,但磷酸铁锂是后来者。
锂电池企业加大钠电池布局
尽管钠电池的三条技术路线各有优缺点,但业内认为,未来不同阴极路线的钠电池和锂电池将共存,各有优势和应用场景。在短期内,两者相辅相成,相互沟通。
The Solar Tech北京总裁齐海深表示,钠电解液和锂电解液的产品线是兼容的,产品配方也相似,相关制造商可以快速将产能切换到钠电池产品。正是由于能够切换到产品线上,锂电池公司目前正在增加对钠电池的部署。
从部署正极材料的公司类型来看,技术布局领先、标准化生产经验丰富的钠电池初创企业和传统锂电池公司正在加快钠电池正极材料的开发和产业化。从技术角度来看,钠电层状氧化物阴极的研发策略与锂离子三元材料类似,能量密度相对较高。
层状氧化物的晶体结构类似于锂电池三元材料,其制造工艺也与三元锂电池正极高度重叠,因此制造商可以进行技术转让。从事三元材料生产的厂家在层状氧化物路线上有更多的技术积累和供应链优势。因此,传统三元阴极龙头布局了层状氧化物路线,使材料产业化进程更快。
钠电池产业化进程
最近,十大锂离子电池制造商之一的宁德时代、中科海纳、传艺科技和美联等多家公司都提到,钠电池将在2023年实现量产和产业化。2023年或将成为钠电池产业化的元年。
例如,CATL研究院副院长黄其森近日表示,CATL的钠电池一般可以满足续航里程在400公里以下的车型的需求。根据CATL的计划,明年将实现钠离子电池的大规模生产。尽管龙头企业正在推进产业化进程,但业内人士对钠电池的产业化仍有一定担忧。
很难真正形成产业化,很大的原因是配套的正极材料没有真正实现量产和稳定生产。目前新型电力企业的发展方向仍然以材料为主。目前,中国企业主要集中在小规模生产和制造业。无论是聚阴离子还是层状氧化物,目前都没有办法在大规模生产中达到实验室水平。
目前,开发钠电池主要需要解决成本高的问题,提高循环寿命。工业化和大规模生产的时间点还没有到来。小批量推广后,未来两三年可以逐步释放一定的产能,性价比也会凸显出来。不过,在逐步推进产业化的过程中,上市公司可以先尝试推动钠电池在小功率场景中的应用。
钠电池产业化需要结合实际应用场景进行调整,多元化场景的应用和推广需要突破。各种原材料和中间产品应具有相对统一的标准,以促进上下游产业链的扩张。
在锂价格高企的背景下,钠电池在工业化初期的装机成本优势明显,考虑到该场景下的竞争格局相对分散,可以避免与传统锂电池巨头的竞争,一些钠电池公司具有很强的增长确定性,预计将率先进入小功率市场。