此前,多家機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)今年會(huì)是“鈉
電池量產(chǎn)元年”,但目前已公布鈉離子
電池“上車”計(jì)劃的車型并不多。特別是今年以來,碳酸鋰價(jià)格有所回落,進(jìn)一步增加了市場(chǎng)對(duì)鈉離子電池作為“鋰電池平替”的疑慮。此前被資本追捧的鈉離子電池還香嗎?
鈉離子電池受追捧主要有兩個(gè)原因。一是價(jià)格優(yōu)勢(shì)。不同于鋰資源,地殼中鈉資源豐富且分布廣泛,在海洋和鹽湖中有巨大儲(chǔ)量,采用鈉離子電池基本不存在資源約束問題,且材料成本遠(yuǎn)低于鋰離子電池。正極原料碳酸鈉價(jià)格常年保持在3000元/噸,遠(yuǎn)低于碳酸鋰價(jià)格,正極其他主要元素鐵、錳、銅也都是大宗廉價(jià)商品,負(fù)極用的煤基材料以及集流體不需要用銅箔,比鋰電池所用材料成本低。
二是性能互補(bǔ)。盡管能量密度較低,但鈉離子電池的部分性能與鋰離子電池具有互補(bǔ)性。例如,鈉離子電池工作溫度區(qū)間寬于鋰離子電池的區(qū)間。鈉離子電池內(nèi)阻較大,短路時(shí)瞬時(shí)放的熱量較鋰離子電池少,溫升較低,在安全性方面具備優(yōu)勢(shì)。此外,鈉離子電池充放電倍率性能好,可實(shí)現(xiàn)功率快速響應(yīng),適合電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用。
但是,如今鈉離子電池的價(jià)格優(yōu)勢(shì)不再明顯。隨著企業(yè)加速布局鋰礦,國內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格從今年年初開始快速下跌,進(jìn)入4月更是跌破20萬元/噸。雖然此后逐步回升至30萬元/噸,但也僅為歷史高位的50%。業(yè)內(nèi)判斷,當(dāng)碳酸鋰價(jià)格為20萬元/噸時(shí),量產(chǎn)鈉離子電池成本為鋰離子電池的76%;而當(dāng)碳酸鋰價(jià)格達(dá)5萬元/噸時(shí),兩者成本差距僅約5%。碳酸鋰價(jià)格下降勢(shì)必削弱鈉離子電池的市場(chǎng)吸引力。
目前,鈉離子電池能量密度和循環(huán)壽命僅為磷酸鐵鋰電池的三分之二和二分之一,難以滿足乘用車動(dòng)力電池需求。在成本方面,盡管鈉離子電池成本下降潛力巨大,但由于目前整體產(chǎn)量較小,鈉離子電池生產(chǎn)成本還是高于鋰離子電池。
此外,鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化痛點(diǎn)還沒有得到解決。盡管鈉離子電池可以兼容使用鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備,但產(chǎn)業(yè)尚未形成健全的供應(yīng)鏈。一是鈉離子電池材料體系尚未取得行業(yè)共識(shí)。以正極材料為例,層狀氧化物相關(guān)量產(chǎn)技術(shù)已基本攻克,但普魯士藍(lán)結(jié)晶水去除困難,相關(guān)制備技術(shù)仍在攻關(guān),聚陰離子正極相關(guān)量產(chǎn)技術(shù)也處于開發(fā)階段。負(fù)極材料方面,硬碳比容量較高,但一般采用生物質(zhì)前驅(qū)體,產(chǎn)碳率低,成本和規(guī)模化尚存劣勢(shì)。電解液方面,六氟磷酸鈉與六氟磷酸鋰合成工藝相似,但熱穩(wěn)定性欠佳。二是鈉離子電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善,不同技術(shù)路線下電池電壓平臺(tái)各異,對(duì)電池管理系統(tǒng)及逆變器也提出了更高要求。此外,鈉離子補(bǔ)償、壽命預(yù)測(cè)等技術(shù)還有待開發(fā)。
在應(yīng)用方面,還需要找到合適的應(yīng)用場(chǎng)景。
發(fā)揮鈉離子電池成本優(yōu)勢(shì)需要以大規(guī)模量產(chǎn)作為前提條件。當(dāng)前鋰電池電動(dòng)汽車在北方寒冷地區(qū)推廣效果不佳,憑借更強(qiáng)的低溫適應(yīng)性,鈉離子電池有望首先在北方地區(qū)打開市場(chǎng)。對(duì)于電動(dòng)兩輪車等細(xì)分市場(chǎng),其續(xù)航能力也優(yōu)于鉛酸電池。由于安全性更佳,鈉離子電池也更適合用于銀行、通信基站、數(shù)據(jù)中心等機(jī)構(gòu)的不間斷電源。尤其是在電力系統(tǒng)儲(chǔ)能領(lǐng)域,鈉離子電池有望成為目前成本最低的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù),真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電的經(jīng)濟(jì)并網(wǎng)。
經(jīng)過多年積累,我國在鈉離子電池領(lǐng)域已有較強(qiáng)研發(fā)和人才基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)室和產(chǎn)業(yè)化之間的壁壘正在瓦解,如何在發(fā)展初期尋找具有競(jìng)爭(zhēng)力的利基市場(chǎng),同步實(shí)現(xiàn)成本與產(chǎn)量的突破,是現(xiàn)階段鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
(責(zé)任編輯:子蕊)