做锂电池备胎没前途,钠电池狙击铅酸电池欲转正


来源:中国粉体网   长安

[导读]  钠离子电池的应用潜力可能在于干掉我们目前非常常见的铅酸电池。

中国粉体网讯  钠离子电池与锂离子电池工作原理类似,也是一种依靠离子在正负电极之间往返嵌入和脱出的摇椅式二次电池。在此背景下,当锂资源储量较少、锂离子电池成本较高的问题浮出水面时,人们便将目光放在了与锂离子电池同根同源、且钠资源丰富的钠离子电池上。很多时候,人们把钠离子电池定义为锂离子电池,尤其是磷酸铁锂离子电池的“备胎”,钠离子发展的一切动力,似乎都是朝着替代锂离子电池方向。


备胎不好当


真正让钠离子电池在过去一年多里立于聚光灯下的推力,来自动力电池龙头的力挺。宁德时代于2021年7月率先发布第一代钠离子电池,其他锂离子电池企业也紧随其后,先后宣布入局。但是理论优势和巨头加持并不必然推动产业化。钠离子电池至今,依然“活”在碳酸锂的阴影之下,上游一点风吹草动便会影响其量产进度。


钠离子电池之所以能得到行业龙头关注并快速落地,和碳酸锂价格紧密相关。2022年12月,碳酸锂价格每吨涨至60万元,到2023年4月,碳酸锂价格每吨又跌至18万元,表演了一次"高台跳水"。截至目前,碳酸锂价格有所回升,稳定在每吨30万元上下。


锂价猛涨时,人们就会寻找锂离子电池的替代品,钠离子电池昂首挺胸走到台前。但当锂价猛跌时,大手笔投资钠离子电池还值不值得?


目前,钠离子电池初期成本为49257.7元/吨,而相比之下,锂离子电池成本为51470.15元/吨,前者仅比后者成本低4.3%。随着碳酸锂价格的下行,钠离子电池应用的成本优势也会进一步缩小。当以碳酸锂20万元/吨的价格进行核算,NFM体系下的钠电和锂电的成本不相上下;当碳酸锂价格来到15万元/吨以下时,相比能量密度更高的锂离子电池,钠离子电池的成本优势就消失了,不仅会失去小动力电池的市场,并且在储能领域也基本不可用。


除了成本原因,钠离子电池有着先天短板--能量密度低。由于钠离子比锂离子更重,所以从科研角度看,钠离子电池的能量密度上限是无法达到锂离子电池的水平的,这也让钠离子电池未来的应用场景可能更多集中于电动两轮车、低速电动车和储能领域。


狙击铅酸电池


上面讲到在锂离子电池面前,钠离子电池只能算备胎,但备胎可能永远都没有能转正的一天。但钠离子电池的应用潜力可能在于干掉我们目前非常常见的铅酸电池。与钠离子电池相比,铅酸电池存在一些不足之处,其能量密度偏低、循环寿命偏短,主要原材料铅是一类有毒物质,电池生产和再生铅加工过程中存在铅污染风险,管理不善可能会对环境和人体健康造成危害。


铅酸电池(来源:天能电池)


目前,前铅酸电池主要应用在汽车启动电源、两轮车、低速电动车、通信储能等领域。


电动两轮车


目前,全社会电动两轮车的保有量将近4亿辆。两轮电动车市场面向中低消费人群,对价格十分敏感。所以早期的两轮电动车所使用的电池主要为价格相对便宜的铅酸电池,占据了约70%的市场份额。


不同电池性能对比(来源:公开资料整理)


目前,多家电动两轮车公司积极布局钠离子电池。1月12日,星恒电源于发布了第一代钠离子电池“超钠F1”;3月17日,雅迪科技集团旗下华宇新能源科技公司发布华宇的第一代钠离子电池--“极钠1号”及其配套整车--雅迪极钠S9;3月30日,台铃集团面向全球发布了台铃全新品牌战略,宣告新的电动车品类--台铃长续航电动车诞生,同时,台铃集团还发布了两项长续航新的技术成果--台铃极地强磁电机和台铃长续航钠离子电池......


星恒电源“超钠F1”(来源:星恒电源)


综合来看,钠离子电池有望在今年下半年开始,投入到电动两轮车市场使用,并在未来几年迎来爆发式增长。星恒电源曾给出预期,到2025年,钠离子电池在两轮电动车领域渗透率有望达到20%到40%。


低速电动车


早期的低速电动车,又被称为“老头乐”,一般配备铅酸电池,分三轮和四轮。行驶速度一般在40-60km/h,续航里程50-70km,价格在3万元以内。


因不少“老头乐”车是以观光车、场地车、老年代步车的名义生产,均上不了牌,很难监管,这使得“老头乐”行业越来越混乱。2021年,工信部将“老头乐”列入微型纯电动车的管理标准,这下“老头乐”乐不起来了,因为“老头乐”上路要驾照、要上牌、要上险了。“老头乐”企业也开始向A00级新能源汽车制造商转型。


而这过程中,很重要的一点是,转型的“老头乐”电池不能用铅酸电池了;加上近年来锂电池价格较高,原有锂电池微型车逐渐式微。这个时候,钠离子电池的机会来了。钠离子电池的渗透机会优先存在于A00/A0级别电动车,因为此类电动车里程要求较低,对电池能量密度要求较低,对电池价格敏感度较高,而且一般使用家用充电桩即可完成充电,充电便捷性高。


目前,已经公布的钠离子电池在A0/A00级别电动车上的应用主要有思皓新能源与中科海钠合作的车型--思皓花仙子;奇瑞汽车与宁德时代合作的车型--奇瑞牌QQ冰淇淋;江铃汽车与孚能科技合作的车型--羿驰牌玉兔等。


思皓花仙子(来源:思皓新能源)


储能


通信储能方面,钠离子电池发挥的是对铅酸电池的替代作用。过去,通信储能电池一直以铅酸电池作为主,但铅蓄电池产品对环境存在污染,且体积笨重、能量密度低,无法满足5G基站和皮基站等新一代通信技术的应用需求。不仅如此,通信储能电池备电循环要求达2000次即可,倍率普遍在0.5C,对电池成本、安全性要求更高,因此钠离子电池对通信铅酸电池的替代场景更大。


根据中国移动此前公示的通信用锂电池中标企业名单来看,其中的鹏辉能源、亿纬锂能、安驰科技、南都电源等企业都已开始布局钠电,未来或将根据市场需求逐步取代铅酸电池。


此外,数据中心备电也是一个重要的钠电替换铅酸电池场景。


一方面,从数据中心需求来看,其更加侧重于大倍率短时间放电,备电时间由小时级向分钟级发展,其中,UPS(不间断电源)是为数据中心保障电力供应的重要设备,且UPS电池后备时间要求不低于15分钟。而钠离子电池在倍率性能表现出色,常温下,2C以上倍率放电效率高达90%以上,能满足大功率启动需求,适配数据中心瞬时启动需求。


另一方面,数据中心大量用电产生的能耗较高,且铅酸电池对环境的污染较大,在双碳政策下,铅酸电池的在数据中心市场的前景正逐渐式微。对此,钠离子电池在数据中心场景下替代铅酸电池具备环保需求。


电瓶


燃油车时代,95%以上的车上的12V电气系统都是用的铅酸电池,也就是我们熟悉的电瓶,“亏电”打不着火了就是指的这个,而这也是以后钠离子电池发挥的绝佳场合之一。


(中国粉体网编辑整理/长安)

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作者:长安

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