导语
Introduction
2023,钠离子电池量产元年?
作者丨王小西
责编丨罗 超
编辑丨朱锦斌
钠离子电池的“量产元年”呼声,是越来越高。
如果说之前宁德时代的钠离子电池发布是概念为主,那么,2月23日中科海纳和江淮汽车推出的钠电池A00级试验车,算是接近量产状态。而且,据国联证券、东吴证券、信达证券、伊维经济研究院、中国电池产业研究院等多家机构分析,2023年将是“钠电池量产元年”。
这款思皓花仙子车型首次应用蜂窝电池技术的钠离子电池包,续航里程为252km,电池容量为25kWh,能量密度为140Wh/kg。快充时间为15~20分钟。而这种短程钠离子电池,未来成为短程锂电池的替代品,是可以想见的。
但我要说的是,首先,当钠离子电池开始走到前台,手握电解液核心技术和资源的企业,无疑具有强大的话语权。此外,按照目前业内量产和规划规模,钠离子产业化还在前期阶段,不用太过着急。
毕竟,现在业内的毛病就是吹得太过,就像固态电池颠覆电解液锂电池的说法一样,总是“听见楼梯响”,这是营销的过度,不是科学的态度。
“虎口拔牙”还不够
为什么这么说呢?
太技术的东西,咱不讲。通俗地说,钠离子电池的工作原理与锂离子电池基本相同,并且,与磷酸铁锂电池相比,钠离子电池成本优势更加明显,这是“梦想照进现实”。
此外,钠电池的正负极均采用铝箔,可进一步降低成本。钠电池还具有良好的宽温性、倍率性和安全性,生产环节可与锂电池相通等优点。
从成本来讲,锂电池的上游,电池级碳酸锂价格在短短两年内涨了超过10倍,让车企直接受不了,所以寻找替代品的意愿非常强烈。而钠离子电池就显得较为“接地气”,碳酸钠的价格也就近3000元,成本优势摆在那里。
据浙商证券测算,钠电池目前材料成本约为0.427元/Wh,其中正极、负极和电解液的成本占比分别为30%、21%和23%,钠电池产业化后的材料成本将能达到0.25元/Wh,比磷酸铁锂电芯低35%左右。
理想总是很美好,但是,就像浙商证券认为的,钠离子电池技术实用化的痛点在于,“钠离子质量比锂离子重,电负性不及锂,因而能量密度不及锂。钠离子电池比容量低,能量密度也低。钠离子体积更大,难以脱嵌,循环性能较差。”
假设锂离子是乒乓球,那么钠离子就是足球,所以不易击穿电池隔膜,“电负性”就差,能量密度就较低。除此之外,业内人士指出,“钠电池正极材料所需要用的普鲁士白和层状氧化物材料在循环过程中容量会快速衰减,且钠离子无法像锂离子一样在石墨层间穿梭。这也是钠电池需要解决的。”
所以,钠离子电池真正要大规模量产,就像宁德时代董事长曾毓群“亮钠”时说的,需要行业集体努力来打造完整的供应链,还有很多难关需要攻克,就像当初特斯拉的4680锂电池一样。
此外,你可能想不到,动力电池里面,不管锂电池还是即将派上大用场的钠电池,其基础都离不开“氟”元素。因为,锂电池的电解液需要六氟磷酸锂(LiPF6),而钠离子电池则需要六氟磷酸钠。
“以氟为基,站在元素周期表的立场上来考虑,这些能源离开氟这个元素是不行的。”多氟多董事长李世江这样讲。这句话背后,是多氟多的六氟磷酸锂一货难求,2022年产量为5.5万吨,位居全球第一,而且产能早已被比亚迪、宁德时代等大客户用长单锁定。
而锂电池使用的六氟磷酸锂是通过碳酸锂、氢氟酸及五氟化磷合成,每吨六氟磷酸锂使用0.25吨碳酸锂,所以,碳酸锂每涨价10万元,六氟磷酸锂的成本就会增加2.5万元。当然,钠离子电池的电解液总体成本更有优势。
那么,一旦像多氟多这样能生产六氟磷酸钠电解液的企业开始做钠离子电池,至少在原材料和成本方面,是有巨大优势的。为什么呢?因为电解液在钠离子电池成本中占到23~26%左右。
不过,目前六氟磷酸钠的量产,只有先发的多氟多具备1000吨的量产能力。按照兴业证券预计,钠离子电池的配套产业链将在2023年初步形成。
这跟锂电池电解液的规模级别来比,差距不是一点半点。据相关测算,2025年全球电动车规模有望达 2500万辆,对应电解液总体需求约290万吨,对应六氟磷酸锂需求约36万吨,“钠”的电解液确实只能算是“涓涓细流”。
此外,2022年,中科海纳分别于山西太原及安徽阜阳建成钠离子电池2000吨正负极材料和GWh电芯生产线。而华阳股份的GWh级别的钠离子电芯产线,生产线设备安装调试虽说已经完成,主要生产圆柱钢壳和方形铝壳电芯,能量密度约为120Wh/kg到130Wh/kg,但项目达到满产还需要时间。
虽说产业链经过长时间发展,宁德时代、比亚迪、中科海钠等电池企业,更是摩拳擦掌、磨刀霍霍。不过,钠离子电池的量产更像是“誓师大会”,鼓舞士气大于结果。