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兩大致命問題讓鈉“上車”成疑

來(lái)源:全球起重機(jī)械網(wǎng)??人氣:4628
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     集微網(wǎng)音訊,不久前,寧德年代揭露宣稱將于7月前后推出鈉電池,引發(fā)了商場(chǎng)對(duì)鈉電池的紛繁猜想,有剖析以為,面對(duì)國(guó)內(nèi)資源稀缺、國(guó)際拼搶的鋰資源,寧德年代或許正在布局鈉離子動(dòng)力電池計(jì)劃,借此來(lái)代替鋰電池。其實(shí),近年也有不少企業(yè)在考慮代替鋰電池的計(jì)劃,如LG化學(xué)、比亞迪等,都在在布局,不過(guò)至今進(jìn)度緩慢。

    事實(shí)上,動(dòng)力電池前驅(qū)日本,押注燃料電池并拋棄鋰電池技能道路,不僅僅是由于初期動(dòng)力鋰電池存在能量密度低、本錢高的顧忌,背面還有資源短缺的考量,日本不期望自己從被“石油”卡脖子的坑,跳到被稀有金屬卡脖子的另一個(gè)坑中,這是日本側(cè)重于開展燃料電池的重要原因之一。

    現(xiàn)在看,燃料電池并非代替鋰電池的最佳技能道路,而跟著新能源轎車產(chǎn)業(yè)的爆發(fā),當(dāng)年日本所面對(duì)的挑選,落到了我國(guó)、韓國(guó)等動(dòng)力電池制造商的頭上,且跟著商場(chǎng)對(duì)動(dòng)力電池的需求量日積月累,資源的緊迫性也就越強(qiáng)烈,那么,全球動(dòng)力電池龍頭的寧德年代能否推進(jìn)鈉電池成為未來(lái)動(dòng)力電池的備選?

    技能推進(jìn),鈉、鋰之爭(zhēng)重回視界

    行業(yè)對(duì)鈉離子電池的研討其實(shí)并不比鋰離子電池晚,早在1976年就現(xiàn)已得到研討,但此后發(fā)現(xiàn),依據(jù)鈉、鋰制造而成的電池正極材料,在對(duì)離子進(jìn)行嵌入和脫出時(shí),鋰化合物會(huì)取得更佳的功能;一起鈉離子電池未找到適宜的負(fù)極材料,相反,依據(jù)鋰離子電池的研討發(fā)現(xiàn)了軟碳、石墨等可商業(yè)化運(yùn)用的材料。漸漸的,鈉離子電池失寵,而鋰離子電池則取得了飛速開展。

    截至現(xiàn)在,鋰電池現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于手機(jī)、筆記本電腦、新能源轎車等需求儲(chǔ)能的電子設(shè)備。跟著運(yùn)用范疇推廣開來(lái),鋰電池用量急劇上升,依據(jù)觀研天下計(jì)算,僅我國(guó),鋰電池產(chǎn)值已從2015年的55.98億只增長(zhǎng)到了2020年的188.5億只。未來(lái)新能源轎車產(chǎn)業(yè)將成為推進(jìn)鋰電池用量增長(zhǎng)的主力,依據(jù)彭博社猜測(cè),全球新能源乘用車銷量將從2020年的286萬(wàn)輛,增長(zhǎng)至2040年的5600萬(wàn)輛,僅電網(wǎng)儲(chǔ)能所需的電池就從2018年的9GWh增長(zhǎng)至2040年的1095GWh。

    而用于制造鋰電池的資源卻變得稀缺起來(lái),正如前文所說(shuō),日本當(dāng)年對(duì)動(dòng)力電池道路的挑選再次降臨。依據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局計(jì)算數(shù)據(jù),2019年全球已查明的鋰資源總量約為8000萬(wàn)噸,其間探明的鋰礦儲(chǔ)量約為1700萬(wàn)噸,主要集中在智利(約860萬(wàn)噸)、澳大利亞(約280萬(wàn)噸)、阿根廷(約170萬(wàn)噸)、我國(guó)(約100萬(wàn)噸)、美國(guó)(約63萬(wàn)噸)等國(guó)家中;其間現(xiàn)在我國(guó)有80%的鋰資源需求依靠進(jìn)口。

    美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局一起指出,鋰礦開采量正在飛速增長(zhǎng),現(xiàn)已從2015年的3.15萬(wàn)噸增長(zhǎng)到了2019年的7.7萬(wàn)噸。我國(guó)工程院院士陳立泉在今年初“第七屆我國(guó)電動(dòng)轎車百人會(huì)論壇”上曾表明,假如全世界的車都采用鋰電池,電能也用鋰電池存儲(chǔ),地球上的鋰資源無(wú)法滿意需求。

    與鋰資源儲(chǔ)量緊缺相反的是,據(jù)浙江大學(xué)動(dòng)力機(jī)械及車輛工程研討所副所長(zhǎng)熊樹生披露數(shù)據(jù),全球鈉在地殼中儲(chǔ)量占比高達(dá)2.36%,是鋰儲(chǔ)量占比的1180倍,并且從海洋、陸地中均能獲取,不易受到卡脖子。需求說(shuō)明的是,我國(guó)僅中鹽化工一家企業(yè),現(xiàn)在金屬鈉年產(chǎn)能就高達(dá)6.5萬(wàn)噸,占全球產(chǎn)能的41.8%。

    鈉要想進(jìn)入儲(chǔ)能范疇,乃至是取代鋰,技能有必要取得打破。過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間,鈉電池技能道路雖然不受注重,但其研制一直在連續(xù),其間以硬碳為代表的負(fù)極材料的運(yùn)用,大幅提高了鈉離子電池的電容量。2010年之后,鈉離子電池的正極材料也取得大量研討,英國(guó)Faradion、法國(guó)的Tiamat、國(guó)內(nèi)的中科海納等國(guó)內(nèi)外公司紛繁推進(jìn)鈉離子電池的研制進(jìn)程。

    特別是容量的大幅提高,加快了鈉電池從頭回歸人們視界。2020年12月,外媒報(bào)導(dǎo)稱,日本東京理工大學(xué)ShinichiKomaba教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)依據(jù)氧化鎂生產(chǎn)出電容量達(dá)478mAh/g的新式硬碳材料,據(jù)介紹,該表現(xiàn)乃至高于鋰離子電池常用負(fù)極電極材料——石墨(372mAh/g)的容量。

    與鋰電池比較,鈉電池有著許多長(zhǎng)處,理論制造本錢更低價(jià),這是它被當(dāng)成鋰代替品的重要原因。鈉電池能直接利用鋰電池產(chǎn)線,鈉的來(lái)歷廣且采購(gòu)本錢遠(yuǎn)低于鋰。有色金屬網(wǎng)顯示,6月25日工業(yè)鈉的價(jià)格是1.6-2.4萬(wàn)元/噸;而鋰的價(jià)格則已達(dá)到2016年以來(lái)的歷史高位,如六氟磷酸鋰的價(jià)格,近期現(xiàn)已提高到了30萬(wàn)元/噸。

    依據(jù)全球起重機(jī)械網(wǎng)剖析,2021-2023年,鋰礦缺口分別為0.2萬(wàn)噸、3.1萬(wàn)噸、2.5萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)鋰價(jià)格將會(huì)保持高位。而鈉電池,除了主材本錢廉價(jià)外,配套用材也能夠選用廉價(jià)產(chǎn)品,如集流體,能夠選用鋁箔代替銅箔,大幅降低本錢。理論本錢優(yōu)勢(shì),讓鈉成了香餑餑。

    另一個(gè)讓鈉電池備受關(guān)注的就是安全性。一方面,鈉電池?zé)崾Э販囟雀哂阡囯姵?,且更容易鈍化、氧化,不易產(chǎn)生易燃現(xiàn)象,而這正是以三元鋰為代表的鋰電池的喪命問題。另一方面,鈉電池充電速度比鋰電池要快許多,在高溫、低溫等條件下都能穩(wěn)定充放電,優(yōu)于鋰電池。從運(yùn)用角度來(lái)說(shuō),鈉電池的這些長(zhǎng)處,無(wú)疑處理了鋰電池的痛點(diǎn)。

    最后,鈉離子電池的循環(huán)充放電次數(shù)也有大幅提高,材料顯示,現(xiàn)已能夠做到了3000~6000次循環(huán)運(yùn)用,與磷酸鐵鋰電池適當(dāng)。

    兩大喪命問題讓鈉“上車”成疑

    雖然鈉離子電池研討取得了較大的前進(jìn),但兩大喪命問題卻讓它“上車”備受質(zhì)疑。

    首先是本錢問題。其實(shí)如上所介紹的價(jià)格為理論價(jià)格,據(jù)華安證券測(cè)算,理論上鈉電池量產(chǎn)本錢能夠比鋰電池便宜25.3%。但現(xiàn)在的實(shí)踐價(jià)格并非如此,寧德年代董事長(zhǎng)曾毓群此前發(fā)布鈉電池時(shí)現(xiàn)已清晰表明:鈉離子電池不是剛推出來(lái)就很便宜,由于現(xiàn)在的供應(yīng)鏈規(guī)劃還很小,不行成熟,鈉離子電池或許比鋰離子電池貴一些。

    華安證券就鈉電池的低能量密度及循環(huán)功能對(duì)應(yīng)更多的輔材消耗剖析得出,磷酸鐵鋰電池全生命周期的度電原材料本錢僅0.02-0.04元/kWh,遠(yuǎn)低于鈉離子電池的0.05-0.3元/KWh。

    第二個(gè)問題即為能量密度?,F(xiàn)在干流的動(dòng)力電池為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,其間三元鋰電池能量密度約為240Wh/kg,磷酸鐵鋰電池能量密度約為180Wh/kg。而鈉電池,由于鈉原子比鋰原子大,決議了其單位質(zhì)量下,電池儲(chǔ)能少于鋰電池,熊樹生以為,現(xiàn)在鈉離子電池的能量密度只有約120Wh/kg,即便是達(dá)到其理論極限值,也只有200Wh/kg;底子無(wú)法達(dá)到國(guó)家《節(jié)能與新能源轎車技能道路圖2.0》“2025年我國(guó)純電動(dòng)轎車動(dòng)力電池的能量密度年方針為400Wh/kg,2030年方針為500Wh/kg”的方針要求。

    因而,鈉電池并不被看好能夠取代鋰電池成為新能源轎車下一代動(dòng)力電池首選,更多是將其作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備技能,以及兩輪車、消費(fèi)品等對(duì)能量密度要求不高的電子產(chǎn)品儲(chǔ)能運(yùn)用。“但這不是說(shuō)鈉電池徹底沒有上車的期望,假如能持續(xù)降低本錢和提高能量密度,鈉電池仍是能夠替換鋰動(dòng)力電池的,不過(guò)這還需求長(zhǎng)時(shí)間的研制積累。”一位剖析人士如是提到。

    “寧德年代挑選此刻推出鈉電池,并不代表它的鈉電池技能現(xiàn)已能夠跟鋰電池比較,應(yīng)該說(shuō)是它的新戰(zhàn)略布局。”如上人士持續(xù)剖析以為,寧德年代非常具有憂患意識(shí),對(duì)被人卡脖子非常敏感,它并沒有把握上游材料價(jià)格的主動(dòng)權(quán);而近年還面對(duì)來(lái)自LG化學(xué)、比亞迪的追趕,以及奔馳、廣汽集團(tuán)等合作伙伴自研動(dòng)力電池,都讓寧德年代嗅到了潛在危機(jī);而鈉電池不過(guò)是寧德年代多個(gè)應(yīng)對(duì)手法之一。(校對(duì)/James)集微網(wǎng)

    標(biāo)簽:

    鈉離子電池

    寧德年代

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