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鈉電池的“量產元年”剛剛有了苗頭,就趕上了鋰價回落,新的電池技術落地是否會因此面臨新的變數?
近日,大眾與江淮的合資公司思皓新能源推出了業內首輛鈉電池A00級試驗車,車內搭載著由中科海鈉研發的25kWh鈉離子電池包,續航里程可達252公里,能量密度為140Wh/kg。根據電池廠商國軒高科現有數據,鈉電池的能量密度已經接近普通磷酸鐵鋰電池(160Wh/kg),理論上具備在短途代步領域取代鋰電池的能力。
早在2021年末,中國電池產業研究院以及多家券商機構就曾分析認為,2023年將是“鈉電池量產元年”。而思皓新能源推出的這款試驗車可以說是目前最接近量產的鈉電池車型——據江淮汽車市場人士透露,思皓品牌鈉電池試驗車型最快將在一兩年內量產上市。
理論上講,鈉和鋰在元素周期表里屬于同一主族,電池工作原理相同,區別在于電池正負極之間往來穿梭完成能量轉換的分別是鈉離子和鋰離子;同時,電池正負極材料、電解液和隔膜需要適應性匹配。
相比于鋰電池,鈉電池的缺點在于能量密度較低。盡管幾乎同時起步研發,但鋰元素依然憑借獨特優勢先于鈉電池實現產業化。
中科院物理研究所研究員胡勇勝曾指出,鋰離子的重量和體積比很小,在正負極之間移動便利,此外,鋰得失電子能力比較強,容易實現電量存儲和釋放,“假設鋰離子是乒乓球,那么鈉離子就是足球,所以不易擊穿電池隔膜,電負性就差,能量密度就低”。
但是鈉電池同樣擁有鋰電池不具備的優勢。胡勇勝介紹,鈉資源儲量豐富均勻,且經濟性能更優。
首先,不考慮規模差異,鈉電池的理論成本比鋰電池低30%至40%;其次在電池特性方面,鈉電池能夠適應更低溫度,不會有太多能量損耗,而鋰電池低溫性能不佳,在天氣寒冷時,能量衰減明顯,這一點春節回北方過年的電動車車主應該感同身受;再次,鈉電池還支持快速充電,十多分鐘就能夠充電90%;最后一點事關安全性,鈉電池充放電時發熱量小,不容易出現熱失控導致電池起火。
真正讓鈉電池在過去一年多里立于聚光燈下的推力,來自動力電池龍頭的力挺。
在全球動力電池市場,寧德時代的占有率排名第一,市值超過萬億元,風頭無兩,這樣一家在業內極具話語權的企業于2021年7月率先發布第一代鈉離子電池,去年還開創了鈉鋰電池混搭使用的AB電池技術,鈉電池借此可以上探到續航400公里以上的車型上使用,這是目前大眾車型的標準續航。只不過這一技術尚未規模落地。億緯鋰能、蔚藍鋰芯、鵬輝能源等鋰電池企業也緊隨其后,先后宣布入局。
但是理論優勢和巨頭加持并不必然推動產業化。鈉電池至今,依然“活”在鋰電池的陰影之下,上游一點風吹草動便會影響其量產進度。
鈉電池之所以能得到行業龍頭關注并快速落地,和鋰電池價格緊密相關。
作為電動車核心部件的關鍵原材料,上游鋰資源開發周期較長,一個全新鋰鹽湖項目開發整體約需三年,固體鋰礦體系開發需要一年半時間,而動力電池環節建設周期則相對較短,耗時一年到一年半居多。
上下游周期錯配,導致供應無法快速滿足需求。從2020年至2022年11月,鋰電池正極主要原材料碳酸鋰價格暴漲超過10倍,一度達到61.7萬元/噸的高位,電池、電動汽車成本隨之抬升。夾在上游原材料和下游整車廠之間的電池廠商被迫尋找替代產品,鈉電池順勢上位。
而這種供需矛盾,在今年年初“一下就緩解了”。
鋰價在短短三個月時間內呈現出大起大落的周期規律:自去年11月7日觸及歷史高位后,鋰價便轉頭下拐,以每日下跌2500元/噸的速度下行。截至2月22日,碳酸鋰報價已回落至去年兩波猛漲前的水平,報44萬元/噸,較年初又跌去18%。

二級市場的資金博弈來得更早更猛。以中證新能源指數為例,在去年7月升至4700點的短期高位后,9月開始震蕩下行,去年年末跌至3167點。具體來看,鋰資源龍頭企業的市盈率都已在去年年末跌至7倍左右,對“鋰業雙雄”天齊鋰業和贛鋒鋰業2023年至2025年的市盈率,多家券商給出了個位數的預測。
與之對應的是下游顯露疲態的新能源汽車銷量數據。據中國汽車工業協會數據顯示,去年11月、12月,國內新能源汽車銷量分別為78.6萬輛、81.4萬輛,雖然絕對數量可觀,但同比增幅已經從此前動輒翻倍下滑到了六七成。
終端需求遇冷,疊加原材料價格下跌,電池廠商庫存偏高的風險開始顯現。寧德時代已經在近期推出低價出售電池計劃“鋰礦返利”,以期通過鋰礦自供優勢,激進調價鎖定未來長單采購。
海通國際研報指出,此舉將進一步加深市場對電池庫存偏高和未來需求不振的擔憂,帶動碳酸鐵鋰加速下跌。而近期已經有原材料供應商開始拋售。
被定為“替代品”的鈉電池更是處境尷尬。如今,制造成本仍偏高的鈉電池本就未能動搖鋰電池地位,技術路線格局也未定,一旦碳酸鋰價格走低,企業勢必會削減開辟新體系、發展鈉電池的投入。
鋰電池可是標準的重資產業務,頭部企業擴產項目動輒近百億元。花費巨資擴張的產能,一旦轉換技術路線,可能需要大幅調整設備和產線,成本極高,因此二線電池企業真實的跟進意愿并不強。
“鋰電池有30年的生產經驗,鈉電池所需的制造材料都還沒有完全經過驗證,生產過程中會出現很多意想不到的問題,更別說極度追求良率的汽車產業了。”動力電池業內人士解釋,汽車行業零部件不良率以ppm(partspermillion)為單位——即每百萬分之幾,對良率的追求遠高于一般工業品,而動力電池龍頭已經在追求ppb(partsperbillion),即十億分之幾數量級的不良率。
況且,在沒有一定規模優勢前,鈉電池的成本并不絕對優于鋰電池;加上沒有鋰電池一樣成熟的上下游體系,下游市場化應用范圍有限。可能正如上述業內人士所預測,若鋰價低于每噸20萬元,鈉電池的市場也許根本無法啟動。
既然如此,研發鈉電池還有沒有意義?從落地場景來看,盡管在電動汽車領域替代空間極小,但鈉電池卻在儲能和低速電動車領域有發揮的空間。
鈉電池跟鋰電池比,能量密度不行,但是跟“老頭樂”用的鉛酸電池相比可是降維打擊。
鉛酸電池正極材料含有鉛,電解液含有硫酸,回收處理不當會造成嚴重環境污染;且鉛酸電池能量密度僅為30~50Wh/kg。但其優勢在于成本低廉、性能穩定,因而仍占據電池整體市場一半的份額。
隨著低速電動車領域環保要求不斷提升,鈉電池很有可能成為潛在選項。低速電動車即所謂的“老頭樂”,一般是指時速在70公里以下、使用鉛酸電池的車輛,售價普遍在3萬元上下。低速電動車每年銷量規模約為百萬輛,卻長期游走于灰色地帶,主管部門早就釋放出加強監管的信號。
鈉電池若能承接這部分鉛酸電池轉換需求,同樣極具想象空間。天能電池和超威電池這兩個國內鉛酸電池頭部企業,都已經走上了鈉離子電池研發的道路,超威電池已經發布第一代鈉離子電池產品。
總的來說,鈉電池想要異軍突起、擺脫鋰電池的陰影,還是需要開辟出自己新的商業化電池路線。