鋰電池的重要補充,鈉電池「風雲再起」

證券之星 發佈 2022-09-28T06:12:04.582021+00:00

27日,鈉離子電池板塊開盤沖高回落後持續震盪,尾盤再度拉升,終收漲1.41%,全天成交額163億元。

27日,鈉離子電池板塊開盤沖高回落後持續震盪,尾盤再度拉升,終收漲1.41%,全天成交額163億元。個股方面,同興環保、新築股份、*ST必康漲停,其中同興環保7天6板,新築股份3天2板,*ST必康首板漲停;三峽能源、拓邦股份等跟漲,寧德時代微漲0.20%,傳藝科技微跌0.12%。

鈉離子電池是鋰離子電池的重要補充

2021年以來,碳酸鋰價格接連上漲,至今已突破50萬/噸水平。這也使得許多新能源車,尤其是純電車型,都經歷了多次的價格上調。

這當然與新能源車需求的日益擴大,以及電池製造業的井噴式增長,造成鋰資源供不應求導致的。作為與鋰同主族的元素,鈉在電池方面的應用也被逐步開發出來。

在鋰資源價格瘋漲之下,鈉離子電池低廉的材料成本愈發凸顯。一方面,鈉在地殼中並沒有那麼稀缺,另一方面,在正極材料與集流體等方面,鈉離子電池成本有著明顯的優勢。業內預計,未來隨著技術逐步完善,鈉離子電池在其他環節的成本優勢也將展現出來。

鈉離子電池量產成本比鋰離子電池低35%左右,與鋰電池形成補充。鈉離子電池上遊資源儲量豐富廉價,中游材料成本低廉,製造環節與鋰離子電池相通,鈉離子電池規模量產化低成本(0.3元/Wh以下)成為鋰電池的有效補充。

同時,鈉離子電池穩定性高,低溫性能好,而且能量密度、循環次數遠超鉛酸,因此鈉離子電池在兩輪車、儲能等領域有較大的市場空間。鈉離子電池屬新的技術形式,正極、負極、電解液、集流體四個環節不同於鋰電。

與鋰離子電池類似,按正極材料分,鈉離子電池主要有層狀氧化物、隧道型氧化物、普魯士藍類化合物和聚陰離子型化合物體系,各體系特點如下:

(來源:張平;康利斌等.鈉離子電池儲能技術及經濟性分析[J].儲能科學與技術,2022,11(06):1892-1901.)

目前來看,層狀金屬氧化物、普魯士藍和聚陰離子類化合物,層狀金屬氧化物發展較為成熟,有望率先量產。

另外,負極材料環節目前更多的鈉離子電池生產商採用硬碳作為負極材料。鈉離子的正負極的集流體都可以用鋁箔;電解液和隔膜均具備成熟的量產技術。

鈉離子電池的優劣

優點:安全性能高、低溫性能強、充電速度快

鈉離子電池的安全性能較高,可以有效降低存儲和運輸成本。鈉離子電池在過充、過放、短路、針刺等測試中不起火、不爆炸。鈉離子電池熱失控溫度更高,在高溫環境下容易因為鈍化、氧化而不自燃。而且鈉鹽電解質的電化學窗口較大,電解質在參與反應的過程中分解的可能性更低,電池系統的穩定性更高。鈉離子電池的穩定性對存儲和運輸的要求較低,可以有效降低成本。

在零下20℃的環境裡,鋰離子電池的放電效率縮減至60%至75%;鉛酸電池則低於60%,而鈉離子電池的放電效率依舊有90%。在充電速度上,鈉離子電池的性能也遠遠大於鋰離子電池及鉛酸電池。

缺點:能量密度低、循環次數短

由於鈉在元素周期表中排名靠後,其離子體積更大,質量更重。所以在相同質量下,所蘊含能量相對較低。目前鈉離子電池的能量密度大約為70-200Wh/kg,而鋰離子電池能量密度大約為150-350Wh/kg,其中磷酸鐵鋰電池的能量密度偏低,約為150-210Wh/kg,而三元鋰電池能量密度較高,約為200-350Wh/kg。

鈉離子電池循環次數與能量密度存在負相關關係,低能量密度下一般出現高循環次數,高能量密度下對應低循環次數。但整體相較於鋰離子電池循環次數仍較低一些。

有望在小動力、兩輪車和儲能市場迎來較大規模應用

性能表現上,鈉離子電池性能介於傳統鉛酸電池和鋰電池之間,寧德時代2021年7月分布的第一代鈉離子電池單體能量密度達到160Wh/kg,已經接近磷酸鐵鋰電池的能量密度。未來鈉離子電池產業化替代的領域為電動二輪車以及對於高能量密度沒有高要求的儲能電池、小動力車等領域。業內測算,鈉離子電池大規模量產後成本有望降低至0.5元/wh。

預計2025年鈉離子電池市場規模為398億元,2022-2025年年複合增速超300%,市場需求直接從21年0GWh增長到25年的73.50GWh。目前行業處於量產化前夜。

總結來看,鈉電技術逐步趨於成熟,23年產業化元年來臨,有望實現加速滲透。

財通證券預計,隨著鈉離子電池的規模量產,其成本經濟性優勢加速其市場滲透率,其中,電動二輪車領域,鈉離子電池需求規模從2021年的0GWh增長到2025年的10.63GWh;儲能領域,鈉離子電池需求規模從2021年的0GWh增長到2025年的48.74GWh;純電A00領域,鈉離子電池需求規模從2021年的0GWh增長到2025年的14.13GWh。

東吳證券表示,看好鈉電產業鏈前景,建議關注:鈉電技術領先廠商,推薦寧德時代,關注華陽股份、鵬輝能源、欣旺達等;集流體環節關注鼎勝新材;正極環節推薦振華新材、容百科技、當升科技;負極環節推薦貝特瑞、璞泰來、杉杉股份;隔膜、電解液及添加劑環節推薦恩捷股份、星源材質、天賜材料、新宙邦、天奈科技。

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