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产业链哪些企业将为钠电池保驾护航?

作者:中国储能网新闻中心 来源:爱集微APP 发布时间:2022-10-21 浏览:

中国储能网讯:新能源汽车产业快速发展,驱动我国已建立起一套行业领先的锂电产业链,但同时我们也不得不面对国内锂矿开采进度缓慢,严重依赖海外进口的现实,即便是摆脱镍、钴卡脖子的磷酸铁锂,也摆脱不了对锂的庞大需求,这导致我国锂材价格近年居高不下,近日,电池级碳酸锂价格再次突破50万元/吨,仍有继续走高的趋势。

另一方面,海外锂资源争夺战继续上演,欧洲近期提案要将锂列为有害物质,旨在通过抬高锂材生产成本,将美国雅宝等锂矿巨头排除出欧洲市场,转而扶持本土企业。

面对市场的一系列变局,我国锂电产业链企业早早进行应对布局,以宁德时代为代表的企业,已启动钠电池的研发与应用,在行业龙头效应下,正极材料、负极材料、电解液、隔膜等本土钠电池产业链也随之获得快速发展。

钠电池迎来发展新机遇

钠与锂同属于氢族元素,化学特性相似,基于这两种元素开发的钠电池与锂电池也几乎同步获得发展,不过后期锂电池凭借更强的化学特性获得快速成长,已成为时下动力电池不可或缺的材料。

我国也借助新能源汽车产业快速发展机遇建立起一套完整而成熟的锂电产业链,锂盐产量位居全球前列。不过,由于国内锂矿开采进度跟不上市场需求,导致锂材短缺,进而引发锂材价格长期处于高位,如碳酸锂价格于8月重回上升通道,目前再次突破50万元/吨,截至10月14日已达53.7万元/吨,并呈继续上升趋势。

更重要的是,我国锂资源相对匮乏,锂矿占全球比重仅6.31%,主要通过进口来满足锂盐生产需求,中国有色金属工业协会锂业分会数据显示,2021年我国锂矿对外依赖度高达65%。

相比锂资源的短缺,我国钠资源储量丰富且来源广泛,兼具易开采、低成本、高安全等特性,业内统计认为,钠电池的生产成本较锂电池低30%~40%,这对目前价格长期处于高位的锂电池来说,非常具有竞争力。

而且,宁德时代、拓邦股份等多家企业公开披露,在工艺方面,钠电池可以共用锂电池生产线,具有很好的兼容性。据宁德时代数据显示,在快充性能、低温性能、系统集成效率等方面,钠电池要优于锂电池,加速了钠电池走进行业视线。

不过,相比锂电池,钠电池也存在致命缺陷,公开数据显示,三元锂电池的能量密度可做到350Wh/kg,磷酸铁锂的能量密度范围为150-210Wh/kg,而钠电池为70-200Wh/kg,能量密度显著低于前面两种电池类型。

目前全球主要的钠电池企业中,官宣能量密度达到160Wh/kg的仅有宁德时代,英国的Faradion据称也能做到140-155Wh/kg,公开数据显示,中科海钠、传艺科技、钠创新能源、法国Tiamat、美国Natron Energy的钠电池能量密度分别为150Wh/kg、145Wh/kg、120Wh/kg、90Wh/kg、50Wh/L,瑞典的Altris仅有160mAh/g,相比锂电池,钠电池整体能量密度仍较低,根据我国新能源汽车补贴政策,部分钠电池企业产品无法达到最低装车补贴标准(能量密度≥125Wh/kg)。

锂电分析师陈磊认为,“能量密度低是钠电池作为动力电池的最大痛点,不过宁德时代的产品已经接近于磷酸铁锂了,在低端电动汽车、两轮车等领域还是有很强的竞争力的,降本效果非常明显;目前看,储能被认为是钠电池的重要应用领域。”其同时表示,钠电池目前还处于发展阶段,随着能量密度的提升,不排除未来在更高端的车型中得到应用的可能。

根据宁德时代披露信息,其钠电池将于2023年实现产业化,在谈及电动车动力电池降本方案时,宁德时代表示,钠电池是替代方案之一;同时,其AB方案(钠电池+锂电池)也能提升电池的能量密度,据透露,宁德时代下一代钠电池的能量密度将达到200Wh/kg。

除了宁德时代,其他钠电池企业也有意将产品应用于电动车领域,其中,传艺科技二期8GWh产能中,有50%产能计划用于小动力电池生产。

产业链配套是关键

随着锂矿不断开采,以及锂电池回收再利用,从长远看,锂资源将不再紧缺,待成本降下来,钠电池的低成本优势将不那么凸显,不过陈磊指出,“钠电池也是中国动力电池的重要后备路线之一,如果锂电池被卡脖子,或是钠电池取得技术性突破,中国将能更快切入新赛道。”

不过,与锂电池的成熟产业链不同,钠电池仍处于起步期,产业链还不完善,目前很多钠电池企业不得不自建配套供应链,以满足未来的产能投产需求,如传艺科技,为满足一期2GWh钠电池项目需求,其自建配套正极、负极、电解液产线;宁德时代也在进行自己的产业链布局,并呼吁上下游企业共建产业链,据了解,宁德时代钠电池产业链预计将于2023年基本成型。

10月11日,中科海钠与华阳股份联合打造的全球首条1GWh钠离子电芯产线正式投运,拉开了钠电池量产序幕,截至目前,全球已有宁德时代、传艺科技、Natron Energy、Altris等明确于2023年量产钠电池,进一步刺激了产业链企业加快投产进程。

公开资料显示,钠电池4大核心主材分别为正极材料、负极材料、电解液、隔膜,此外还需要铝箔集流体、导电剂、极耳、粘结剂、溶剂和外壳组件等辅材。

正极材料方面,目前主要有层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类化合物、聚阴离子化合物3种技术路线,层状过渡金属氧化物具有合成方便、结构简单、比容量和电压平台较高的优势,但循环稳定性差,耐水性不佳;普鲁士蓝类化合物虽然比容量高,但循环稳定性和热稳定性有待提高;聚阴离子化合物热稳定性、安全性、循环性虽然不错,可也存在比容量低、导电性不佳等缺点,3种材料各有优劣,仍处于持续优化之中。其中,业内人士认为,层状过渡金属氧化物将最先实现量产,并在中科海钠投产项目得到验证。

据悉,宁德时代有储备前两种正极材料技术,其中,由于普鲁士蓝类化合物方案因循环寿命不足2000次,传言目前主攻层状过渡金属氧化物路线,布局该路线的企业还有中科海钠(铜铁锰氧化物)、钠创新能源(铁酸钠基氧化物以及磷酸钒钠)、维科技术、传艺科技、容百科技、振华新材、华阳股份、当升科技、多氟多等,立方能源、星空钠电、汉行科技、鹏辉能源、众钠能源、山东章鼓、容百科技、格林美、长远锂科、美联新材、七彩化学、传艺科技、百合花、广东邦普(宁德时代子公司)等则在普鲁士蓝类化合物或聚阴离子化合物进行研发。

负极材料有碳基材料、过渡金属化合物、合金类负极和有机化合物等多种路线,碳基材料又分硬碳和软碳两种路线。实践中,碳基材料逐渐脱颖而出,其中由于钠离子半径大于锂离子半径,而硬碳无法石墨化且碳层排列规整度低于软碳,更利于钠离子嵌入和脱出,已成为负极材料首选,当然,软碳因成本更低,也成为部分企业的选择,中科海钠和华阳股份合作项目就是软碳路线的代表之一(也有业内人士认为,该软碳方案本质上仍是硬碳技术),而璞泰来、容百科技、中科电气、翔丰华、宁德时代为硬碳路线代表,贝特瑞、美锦能源则是硬碳、软碳双线布局,传艺科技、钠创新能源也能自产负极材料。

中国钠电池产业链企业盘点(来源:根据公开信息整理)

钠电池电解液由溶质、溶剂和添加剂构成,其中溶质是核心,目前主要采用六氟磷酸钠,根据公开信息,多氟多已具备千吨级产能,钠创新能源则是该领域的领先企业,中欣氟材、瑞泰新材、天际股份、传艺科技、新宙邦、石大胜华、天赐材料、永太科技等企业也有布局。

另一大主材为隔膜,钠电池可与锂电池共用,布局企业主要有恩杰股份、星源材质、中材科技、山东章鼓、璞泰来等。不过集流体有很大不同,钠电池采用的是铝箔而非铜箔,主要企业有鼎盛新材、华北铝业、永杰铝业、南山铝业、万顺新材、天山铝业、云南铝业等。其他辅材或技术门槛相对低,或与锂电池配套材料相差不大,在此不再一一赘述。

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关键字:钠离子电池

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