中國粉體網訊 7月12日下午,融直播首場直播《鈉電池時代來了嗎?大咖暢談“鈉”里玄機(上)》開播,特邀主持人中關村新型電池技術創新聯盟秘書長、電池百人會理事長于清教攜伊維經濟研究院研究部總經理/中國電池產業研究院院長吳輝、多氟多新能源科技有限公司總經理許飛、中金公司研究部執行總經理/電新公用環保行業首席分析師曾韜3位業內大咖,一起暢談“鈉”里的玄機。本場直播由多氟多新能源科技有限公司冠名支持。
伊維經濟研究院研究部總經理/中國電池產業研究院院長吳輝做了題為《鈉離子電池市場機會研究》的主題演講,分享了鈉離子電池基本屬性、鈉離子電池產業和技術發展現狀、鈉離子電池產業格局和市場機會分析等,電池網摘選了其部分精彩觀點,以饗讀者:
據吳輝介紹,鈉離子電池的結構組成和儲能方式都與鋰離子電池相似,其工作原理被簡稱為“搖椅式”模型,在充電過程中,鈉離子從正極脫出并嵌入負極,嵌入負極的鈉離子越多,充電容量越高;放電時過程相反,回到正極的鈉離子越多,放電容量越高。即利用正負極兩種材料的嵌鈉電位不同,在充放電過程中使鈉離子在正負極中來回嵌入和脫嵌,從而實現化學能與電能的相互轉換。
從全球競爭格局來看,目前,全球鈉離子電池產業仍處于研發和產業化初期階段,預計2023年形成基本的產業鏈。從區域分布來看,鈉離子電池產業主要集中在中國、日本、美國、英國、法國等,各國通過政策導向,企業與研究所共同研發等策略,加大對鈉離子電池的研發和產業化布局。目前,鈉離子電池已逐步從實驗室走向實用化階段。中國鈉離子電池技術研究,一直處于世界前列。
從企業競爭格局來看,按照鈉離子產業化進展可分為兩大陣營,一種是已經部分量產并實現產業化應用的企業,或者有試樣產品并建成或正在建設中試線的企業,國內企業如中科海納、寧德時代、鈉創新能源、星空鈉電、山東圣陽等公司;另外一種是對鈉離子電池產業鏈進行布局但未有實際產品,或仍處于實驗室研發而沒有樣品試制的企業,如欣旺達、鵬輝能源、長虹能源等。
從成本來看,由于鈉離子電池的制備工藝不成熟,生產設備不完善,產業鏈尚不完善等因素,導致鈉離子電池生產效率較低,產品一致性較差,生產良率不高,因此2021年鈉電池實際生產成本約0.7元/Wh左右。而當前行業平均磷酸鐵鋰電池成本約0.51元/Wh左右,三元電池0.64元/Wh左右。假設鈉離子電池行業產業化進程順利推進,當產能達到GWh級別時,鈉離子電池的設備折舊費用降低,材料成本低的優勢將會快速顯現出來,鈉離子電池的材料成本預計將比磷酸鐵鋰電池低30%-40%左右。
從資源端來看,鈉資源的地殼豐度達275%,在地殼中的豐度位居第6位,并且鈉資源分布于全球各地,鈉的價格低廉且易獲取;鋰離子的地殼豐度達0.0065%,且資源分布不均,75%的鋰分布在南美洲地區,同時,相對于鈉離子而言,鋰離子的價格更高。
從市場應用來看,鈉離子電池在新能源電站、交通工具、通信基站等領域應用加快,同時,隨著鈉離子電池技術的不斷突破帶來的能量密度提升,以及基于創新的電池PACK方式,鈉離子電池還可通過與鋰離子電池等其他產品混搭、串聯、并聯、集成的方式應用在新能源汽車領域,可以預見未來市場需求火爆。
針對鈉離子電池產業化趨勢,吳輝預測,從產業鏈培育方面來看,一是鈉離子電池的上游原材料生產企業數量較少,規模化程度不高。二是多數企業僅僅具備鈉離子電池正、負極材料,電解液等原材料的研發成果或者處于正在布局的階段。因此,目前鈉離子電池的產業鏈布局尚不完善,具有技術儲備的企業在生產設備和制備工藝方面尚不成熟,故鈉離子電池在產業鏈培養上仍然存在較大缺陷,對鈉離子電池形成規模化生產造成較大的制約影響。
從技術缺陷改進方面來看,鈉離子電池的缺點是鈉元素分子量較高,鈉離子電位更高,體積更大,在嵌入正負極時易使極片材料發生較大的體積變化,因此,鈉離子電池在材料結構穩定性和動力學性能上要求更為嚴苛。故鈉離子電池存在能量密度低、倍率性能欠佳、循環壽命短等相對劣勢。這些技術缺陷大大制約了其應用市場以及產業化進度。
從產品穩定性驗證來看,一款電池產品從市場調研和需求識別—總體方案設計—產品研發—研究測試—設計定制—量產所需要的周期較長,其中在客戶方面認證通過時間一般由半年到一年不等,當產品小規模應用后,問題的出現與反饋也要經歷至少一到兩年的周期。
通過上述對影響鈉離子電池產業化關鍵性因素的分析,吳輝表示,從上游供應端來看,由于鈉離子電池的制備工藝不成熟,生產設備不完善,產業鏈尚不完善等因素,導致鈉離子電池生產效率較低,產品一致性較差,生產良率不高,鈉離子電池的成本優勢還未體現,鈉離子的產業化進程還處于初期階段。
從下游需求端來看,理論上,鈉離子電池可廣泛應用在電動兩輪車、低速電動車、儲能等領域,EVTank預測鈉離子理論市場空間到2026年將達到369.5GWh,但是從目前的應用現狀來看,僅有個別儲能領域的示范項目,兩輪車領域雖已有訂單,估計完全裝機出貨至少在2023年初,產品將進行一段時間的市場驗證和消費者體驗反饋,因此大規模應用還沒有穩定的剛性需求,即便是寧德時代已經明確將在2023年開始推出鈉離子電池,EVTank預計鈉離子電池實現產業化發展也將在2025年之后。
(中國粉體網編輯整理/長安)
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