隨著碳酸鋰價格的飆升，成本更低、資源存儲更豐富的鈉離子電池再次受到關(guān)注。事實上，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)后，鈉離子電池在安全性、成本等方面與鋰電池相比更具優(yōu)勢，但由于目前還在中試階段，大規(guī)模的實際應(yīng)用將暫時受限。鈉離子電池能否成為未來的主流動力電池？主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

 

鋰電池供不應(yīng)求引發(fā)行業(yè)焦慮

 

2020年開始，鋰電池行業(yè)經(jīng)歷了大幅度的供需收緊。行業(yè)研究機構(gòu)中金公司數(shù)據(jù)顯示，截至2021年8月，電池級碳酸鋰價格已由2020年底部的3.95萬元/噸，增長至9.1萬元/噸，電池企業(yè)壓力陡增。

 

需求的快速提升，是這一輪鋰鹽價格上漲最核心的因素。近年來，我國新能源行業(yè)保持高速增長，全國的新能源汽車產(chǎn)銷規(guī)模已于9月突破200萬輛。

 

有業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，到2025年，全球鋰需求將迎百萬噸級需求增量，而鋰資源項目的開發(fā)具有不確定性，或難以匹配需求增長的速度和量級，鋰價抬升的預(yù)期進(jìn)一步增加了電池企業(yè)的成本焦慮。

 

此外，鋰資源緊缺帶來的供應(yīng)安全焦慮，也導(dǎo)致電池廠商更有動力尋找鋰資源的替代選項。根據(jù)測算，2020年國內(nèi)約74%鋰鹽供給的原材料來自進(jìn)口澳礦，原材料供給對外依賴程度高且供給來源高度集中。

 

多重因素驅(qū)動下，今年7月，鋰電巨頭寧德時代正式宣布推出鈉離子電池。面對投資者有關(guān)鈉離子電池量產(chǎn)預(yù)期的提問，寧德時代稱已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。寧德時代的入局，讓鈉離子電池受到業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注，“鈉離子電池替代鋰電池成為未來主流動力電池”呼聲漸起。

 

原材料成本有望降低30%-40%

 

鈉離子電池技術(shù)受捧并非偶然。“鈉離子電池使用的材料是鈉鹽，性狀穩(wěn)定，因此安全性較高。此外，鈉資源更加豐富，除了氯化鈉以外，鈉鹽有碳酸鈉、硝酸鈉、硫酸鈉、硫代硫酸鈉等化合物，因此鈉離子電池的原材料不會像鋰電池一樣有儲量不足的擔(dān)憂。”一位來自中科院大連化物所的研究員告訴記者。

 

“鈉離子電池實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)后，成本將低于鋰電池。”上述研究員認(rèn)為，除了儲量豐富將極大緩解供應(yīng)安全焦慮以外，鈉離子電池的成本、低溫性能優(yōu)勢顯著。

 

根據(jù)鈉離子電池研發(fā)企業(yè)中科海納的數(shù)據(jù)，產(chǎn)業(yè)化后鈉離子電池原材料成本僅0.29元/瓦時，相比磷酸鐵鋰0.43元/瓦時的價格具有明顯優(yōu)勢，預(yù)計實際原材料成本將相對磷酸鐵鋰電池降低30%-40%。

 

據(jù)寧德時代介紹，其第一代鈉離子電池能量密度略低于磷酸鐵鋰電池，但在低溫和快充方面有明顯優(yōu)勢。第一代鈉離子電池電芯單體能量密度達(dá)160瓦時/千克，在零下20攝氏度低溫的環(huán)境下，仍然有90%以上的放電保持率，高于鋰離子電池，低溫性能優(yōu)越。常溫下，鈉離子電池充電15分鐘，電量可以達(dá)到80%。

 

此外，在制造工藝方面，鈉離子電池已經(jīng)可以實現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的兼容，產(chǎn)線也能進(jìn)行快速切換，可以實現(xiàn)鈉離子電池產(chǎn)能的快速布局。

 

大規(guī)模應(yīng)用尚需時日

 

記者了解到，寧德時代雖已推出鈉離子電池量產(chǎn)計劃，但在今年8月宣布的582億元募資的擬定項目，并不涉及鈉離子電池相關(guān)項目。

 

在業(yè)內(nèi)人士看來，盡管鈉離子電池優(yōu)勢明顯，但現(xiàn)階段的制備工藝、體積質(zhì)量以及較低的能量密度，都導(dǎo)致它短期內(nèi)難以大范圍鋪開應(yīng)用。

 

實際上，鈉離子電池應(yīng)用在主流動力場景仍存瓶頸。中金公司的報告分析指出，由于鈉離子電池在能量密度上存在明顯瓶頸，短期內(nèi)鈉離子電池對鋰需求影響有限，不影響未來五年內(nèi)鋰供需走向緊缺的趨勢；長期來看，鋰在電池領(lǐng)域的需求剛性不會改變，鈉離子電池更傾向于作為鋰電池的差異化補充。

 

“鈉離子電池發(fā)展處于發(fā)展初期，一些技術(shù)問題還沒解決，距離真正的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有距離。由于研發(fā)時間不長，相比鋰電池，鈉離子電池整體性能還有較大差距，材料性能還需進(jìn)一步優(yōu)化。此外，由于規(guī)模效應(yīng)還未顯現(xiàn)，鈉離子電池的成本優(yōu)勢待挖潛。”上述研究員認(rèn)為，基于鈉離子電池在能量密度、循環(huán)壽命以及環(huán)保性等方面的優(yōu)勢，鉛酸替代將是短期內(nèi)的應(yīng)用“主戰(zhàn)場”，有望在兩輪車、小動力以及低端儲能領(lǐng)域?qū)︺U酸電池形成替代。

 

“盡管市場出現(xiàn)了鈉離子電池討論熱潮，但以目前的研發(fā)進(jìn)展來看，應(yīng)更多聚焦于技術(shù)研發(fā)攻堅。在產(chǎn)業(yè)化條件尚未成熟前，市場不應(yīng)一哄而上布局鈉離子電池。”上述研究員稱。