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  • 鈉電池產業化到哪了?深度剖析產業發展脈絡

    2月28日,在電池百人會“問道”臨海暨2023中國鈉電池產業生態圈企業家峰會上,多位業內大咖從產業發展、技術研發、市場應用等多個方面深度剖析了鈉電池產業的發展脈絡。

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    電池百人會“問道”臨海暨2023中國鈉電池產業生態圈企業家峰會現場

    2月28日,由臨海市人民政府、中關村新型電池技術創新聯盟、電池百人會主辦,永太科技(002326)獨家協辦的電池百人會“問道”臨海暨2023中國鈉電池產業生態圈企業家峰會在浙江臨海舉辦。

    本次大會聚焦鈉電池生態圈構建,深度解讀產業現狀、政策措施、前沿技術、未來展望;深度介紹臨海新能源產業生態環境,促進優質項目投資落地;力爭打造高價值、高規格、有影響力的交流技術革新、探討發展方向、明辨產業趨勢的品牌盛會,助力中國電池產業發展探路前行。

    會議現場,北京大學、中南大學、中關村綠谷生態農業產業聯盟、伊維經濟研究院、中國有色金屬工業協會鋰業分會、中金公司、前晨汽車、寧德時代、蜂巢能源、中創新航、多氟多、欣旺達、捷威動力、孚能科技、保力新、比克電池、安瓦新能源、雄韜氫瑞、創明電池、奧冠集團、立方新能源、傳藝科技、永太科技、容百科技、貝特瑞、中科星城、勝華新材、法恩萊特、豐元股份、珠海賽緯、華盛鋰電、騰遠鈷業、坤天新能源、昆侖材料、航盛鋰能、九九久科技、金美新材料、五星鋁業、河北金力、華霆動力、中鼎集成、雙元科技、創為科技、華友循環、特銳德、易事特、中興新材、中科華聯、惠強新材、大族激光、金銀河、時代高科、海目星、利元亨、廣東捷盟、凱能科技等專家學者、整車廠、電池廠、材料企業、智能裝備及相關配套企業代表齊聚一堂。

    峰會上,臨海市副市長嚴齊軍作了招商推介;中南大學教授唐有根、江蘇傳藝鈉電科技有限公司董事長特助鄒嘉逸、湖南立方新能源科技有限責任公司董事長兼總經理涂健、多氟多新能源科技有限公司技術部部長羅傳軍、浙江永太科技股份有限公司總經理何匡、中國國際金融股份有限公司研究部執行總經理/電力設備新能源行業首席分析師曾韜6位嘉賓作主題演講分享,從產業發展、技術研發、市場應用等多個方面深度剖析了鈉電池產業的發展脈絡。

    尋找“Plan B”

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    臨海市委副書記、市長蔡建軍

    據臨海市委副書記、市長蔡建軍介紹,近年來,新能源產業發展如火如荼,2022年全國鋰電池行業總產值突破1.2萬億元,鈉電池是新能源產業中比肩鋰電池的重要技術路線,已成為當前能源科技的前沿熱點。2022年7月工信部發布首批鈉離子電池行業標準計劃,正式開啟了鈉電池產業化的進程。

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    中關村新型電池技術創新聯盟秘書長于清教

    “近兩年來,鋰資源的供需錯配與價格大幅波動,催熱了鈉電池這一潛力新賽道,‘聚力生態圈構建、聚焦產業鏈布局’的趨勢愈發明顯,政策方面的支持力度也在逐漸加強。同時,鈉電池賽道也越來越受到各路資本的青睞,融資速度與額度雙雙提升。在資本的助力下,已有多家企業實現鈉電池小規模出貨,多個在建項目宣布2023年投產?!庇谇褰淘跁媳硎?,政策力推、布局提速、資本高熱、鈉電池加速產業化正漸行漸近。

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    浙江永太科技股份有限公司董事長王鶯妹

    在全球“碳中和、碳排放”的目標引領下,新能源行業迎來了快速發展的黃金時期。尤其是近幾年來,新能源裝機容量和規劃容量大幅增加,光伏發電、風力發電、新能源汽車等行業的發展進入了快車道,儲能行業的重要性也逐漸凸顯。王鶯妹表示,在儲能行業中,目前鈉電池擁有良好的資源友好度、較低的生產成本和較高的安全性等優勢,成為了行業發展的中流砥柱。

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    多氟多新能源科技有限公司技術部部長羅傳軍

    隨著政策和市場的轉變,可再生能源+儲能方式是能源結構調整的趨勢,鋰離子電池發展迅速。羅傳軍預測,未來全球動力電池市場對于鋰電需求非常高,在儲能需求發展也比較快,隨之而來的是鋰資源的問題。

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    湖南立方新能源科技有限責任公司董事長兼總經理涂健

    涂健現場分享了一組來自EVTank的數據:2022年,全球鋰離子電池總體出貨量957.7GWh,同比增長70.3%。從出貨結構來看,儲能電池增速超過動力電池。雙碳目標促使能源結構優化,新能源如太陽能、風能逐漸成為主流能源,迫切需要發展各種儲能技術,解決新能源電力并網問題的技術瓶頸,電化學儲能更逐漸從短時儲能向長時發展,需求倍增。

    “需求的快速發展以及鋰礦開發時間周期長、國內品味低,環保性等等各方面的因素綜合在一起,依賴單一資源是很難發展的?!痹谕拷】磥?,鈉離子是鋰離子必要和有益的補充,其良好的資源,是在地緣政治下鋰產業及新能源產業發展的Plan B。

    技術思考

    鈉離子電池與鋰離子電池同步開發,均起源于上世紀70年代,并同步發展出適用于正極的材料,但負極材料瓶頸致使鈉電發展長期落后于鋰電。

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    中國國際金融股份有限公司執行總經理、電力設備新能源行業首席分析師曾韜

    鈉電池正極材料方面,層狀氧化物性能均衡,在Na+的脫嵌過程中會發生晶體結構演變現象,需通過控制充放電電壓區間及雜元素摻雜改性進行改善;聚陰離子類化合物種類豐富,主要包括磷酸鹽、硫酸鹽、混合聚陰離子化合物等,工作電壓高,需通過納米化和碳包覆改善電導率;普魯士藍類化合物具有開放的三維骨架結構及合適的鈉離子擴散通道,結構穩定,但當下存在空位和間隙水問題導致材料電化學性能較低。曾韜表示,整體來看,層狀氧化物能量密度高,聚陰離子類化合物循環性能好,普魯士藍類化合物倍率好,多條路線共同推進鈉電池產業化。

    鈉電池負極材料方面,硬碳具有多種類型的可逆儲鈉位點,可提供約530mAh/g的理論容量,但硬碳制造工藝核心是碳化,工藝難點在原料選取、交聯處理、碳化、純化過程中均有體現,技術壁壘較高。同時,曾韜梳理整個難點核心思路是得出,這些存在明顯的難點和瓶頸的地方恰恰有可能在這個領域誕生比較大的投資機會,因為壁壘更高、更加難解決的問題,一旦有企業率先解決了,站在資本市場的角度來說或對這些公司給予最高的估值溢價。

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    中南大學教授唐有根

    目前,鈉離子電池發展面臨離子傳輸慢、鈉離子半徑大、摩爾質量大等基礎科學問題,以及功率密度低、能量密度偏低等體系關鍵問題。對此,唐有根現場分享了解決思路:通過正負極結構及界面調控,提升電池的可逆容量與倍率性能;開發補鈉添加劑,提升鈉離子全電池的可逆容量和能量密度;開發新型電解液及添加劑,提高材料的首次庫倫效率。

    “目前鈉電主要問題在前段及后段工序,跟材料及體系兼容影響大。電池應用瓶頸主要體現在材料應用加工水平以及產品可靠性上。此外,鈉離子電池與鋰離子電池在充放電上有較大差距,對BMS設計提出了要求,而且電機電控也要配合?!绷_傳軍分析,鈉離子電池的發展需要整個體系的共同發展,協同進步。

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    江蘇傳藝鈉電科技有限公司董事長特助鄒嘉逸

    從成本來看,鈉離子電池銅基正極成本相比磷酸鐵鋰正極可降低近60%;由于鈉與鋁不易發生合金化反應,集流體可以全部使用鋁箔代替銅箔,成本可降低近70%;目前,鈉離子電池制造成本約為0.50元/Wh,預計在規模效應的加持下,鈉離子電池成本有望進一步壓縮至0.2元/Wh-0.3元/Wh。鄒嘉逸分析,綜合來說,鈉離子電池成本相比性能接近的磷酸鐵鋰電池可降低約30%-40%。

    鄒嘉逸同時還指出,當前階段技術進展表明,鈉離子電池的BOM成本可以控制在0.3元/Wh,但前景不是過于樂觀,當前鈉離子電池技術尚不足于撼動鋰離子電池甚至鉛酸電池的市場主導地位,仍然需要進一步提升其配套的各種產業化相關技術。

    市場起量

    產業化發展方面,在2022年,鈉電正負極尚未形成產業化規模,成本優勢不太明顯。羅傳軍預計,2023年,鈉電正負極性能提升,電池工藝參數優化,正負極具有一定產業化規模,成本優勢得到體現。2024年,鈉電正負極性能進一步提升,提高可用區間的電壓平臺,提高能量密度,產業化規模效益體現,可保證在鋰價回歸理性的水平下保持鈉電的低成本優勢。

    應用方面,曾韜認為,2025年鈉電池在快速起量過程大概率在偏動力的應用場景,比如說兩輪車、三輪車、四輪車、A00級,這些應用場景起量速度比較快。2025年-2028年,鈉電池在儲能應用領域實現快速滲透率提升,2025年以后會加快,因為鈉離子電池自己本身產業化量產突破瓶頸,實現成本進一步下降,實現壽命提高,還有光伏發電成本要進一步下降,兩個行業的共振的時間點有可能在2025年。

    鈉電池領域,曾韜預計,2025年全球鈉離子電池潛在市場空間達到73GWh,2021-2025年需求量復合增長率預計達621%。鈉電負極材料領域,預計2023-2025年需求量復合增長率預計達858%,考慮隨著國產硬碳出貨量增加,硬碳平均價格會持續回落,預計2025年硬碳材料市場空間83億元。鈉電正極材料領域,預計2023-2025年層狀正極需求量有望達到1.3-9.6萬噸,聚陰離子正極有望達到0.5-8.8萬噸,對應CAGR分別為641%、312%。

    商業化進程方面,唐有根從性能、產業鏈、產品、標準制定等角度分析認為,目前鈉離子電池相關產業配套還不完善,是影響其產業化的關鍵因素。鈉離子電池目前尚處于商業化前期,距離規?;瘧蒙行钑r日,通過頭部企業推動,鈉離子電池預計未來2-3年可實現規?;墒鞈?。

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    浙江永太科技股份有限公司總經理何匡

    在何匡看來,目前鈉電規模效應并沒有特別大,所以邊際成本比較高,永太科技在與下游客戶接觸過程當中也得到他們的反饋,需求量并不大,所以,公司提出了柔性生產的能力,可以實現鈉/鋰電池電解液生產靈活切換。

    在未來鈉離子電池材料布局方面,何匡講道,永太科技預計在今年的二季度給下游企業供應鈉離子電池電解液材料。

    [責任編輯:夏末]

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