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钠离子电池蓄力产业化发展

作者:仲蕊 来源:中国能源报 发布时间:2021-12-06 浏览:

中国储能网讯:最新的锂精矿价格显示,澳洲主力锂矿公司 Pilbara的拍卖价格为2350美元/吨,再创历史新高,加上运费以及设备与折旧成本,年初至今从锂矿里提取碳酸锂的成本涨幅已超过230%。

随着碳酸锂价格的飙升,成本更低、资源存储更丰富的钠离子电池再次受到关注。事实上,实现规模化生产后,钠离子电池在安全性、成本等方面与锂电池相比更具优势,但由于目前还在中试阶段,大规模的实际应用将暂时受限。钠离子电池能否成为未来的主流动力电池?主要应用在哪些领域?

锂电池供不应求引发行业焦虑

2020年开始,锂电池行业经历了大幅度的供需收紧。行业研究机构中金公司数据显示,截至2021年8月,电池级碳酸锂价格已由2020年底部的3.95万元/吨,增长至9.1万元/吨,电池企业压力陡增。

需求的快速提升,是这一轮锂盐价格上涨最核心的因素。近年来,我国新能源行业保持高速增长,全国的新能源汽车产销规模已于9月突破200万辆。

有业内人士预测,到2025年,全球锂需求将迎百万吨级需求增量,而锂资源项目的开发具有不确定性,或难以匹配需求增长的速度和量级,锂价抬升的预期进一步增加了电池企业的成本焦虑。

此外,锂资源紧缺带来的供应安全焦虑,也导致电池厂商更有动力寻找锂资源的替代选项。根据测算,2020年国内约74%锂盐供给的原材料来自进口澳矿,原材料供给对外依赖程度高且供给来源高度集中。

多重因素驱动下,今年7月,锂电巨头宁德时代正式宣布推出钠离子电池。面对投资者有关钠离子电池量产预期的提问,宁德时代称已启动钠离子电池产业化布局,2023年将形成基本产业链。宁德时代的入局,让钠离子电池受到业内的高度关注,“钠离子电池替代锂电池成为未来主流动力电池”呼声渐起。

原材料成本有望降低30%-40%

钠离子电池技术受捧并非偶然。“钠离子电池使用的材料是钠盐,性状稳定,因此安全性较高。此外,钠资源更加丰富,除了氯化钠以外,钠盐有碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠等化合物,因此钠离子电池的原材料不会像锂电池一样有储量不足的担忧。”一位来自中科院大连化物所的研究员告诉记者。

“钠离子电池实现规模化生产后,成本将低于锂电池。”上述研究员认为,除了储量丰富将极大缓解供应安全焦虑以外,钠离子电池的成本、低温性能优势显著。

根据钠离子电池研发企业中科海纳的数据,产业化后钠离子电池原材料成本仅0.29元/瓦时,相比磷酸铁锂0.43元/瓦时的价格具有明显优势,预计实际原材料成本将相对磷酸铁锂电池降低30%-40%。

据宁德时代介绍,其第一代钠离子电池能量密度略低于磷酸铁锂电池,但在低温和快充方面有明显优势。第一代钠离子电池电芯单体能量密度达160瓦时/千克,在零下20摄氏度低温的环境下,仍然有90%以上的放电保持率,高于锂离子电池,低温性能优越。常温下,钠离子电池充电15分钟,电量可以达到80%。

此外,在制造工艺方面,钠离子电池已经可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的兼容,产线也能进行快速切换,可以实现钠离子电池产能的快速布局。

大规模应用尚需时日

记者了解到,宁德时代虽已推出钠离子电池量产计划,但在今年8月宣布的582亿元募资的拟定项目,并不涉及钠离子电池相关项目。

在业内人士看来,尽管钠离子电池优势明显,但现阶段的制备工艺、体积质量以及较低的能量密度,都导致它短期内难以大范围铺开应用。

实际上,钠离子电池应用在主流动力场景仍存瓶颈。中金公司的报告分析指出,由于钠离子电池在能量密度上存在明显瓶颈,短期内钠离子电池对锂需求影响有限,不影响未来五年内锂供需走向紧缺的趋势;长期来看,锂在电池领域的需求刚性不会改变,钠离子电池更倾向于作为锂电池的差异化补充。

“钠离子电池发展处于发展初期,一些技术问题还没解决,距离真正的大规模产业化应用还有距离。由于研发时间不长,相比锂电池,钠离子电池整体性能还有较大差距,材料性能还需进一步优化。此外,由于规模效应还未显现,钠离子电池的成本优势待挖潜。”上述研究员认为,基于钠离子电池在能量密度、循环寿命以及环保性等方面的优势,铅酸替代将是短期内的应用“主战场”,有望在两轮车、小动力以及低端储能领域对铅酸电池形成替代。

“尽管市场出现了钠离子电池讨论热潮,但以目前的研发进展来看,应更多聚焦于技术研发攻坚。在产业化条件尚未成熟前,市场不应一哄而上布局钠离子电池。”上述研究员称。

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关键字:钠离子电池

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