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鈉電池的“量產(chǎn)元年”剛剛有了苗頭,就趕上了鋰價回落,新的電池技術落地是否會因此面臨新的變數(shù)?
近日,大眾與江淮的合資公司思皓新能源推出了業(yè)內(nèi)首輛鈉電池A00級試驗車,車內(nèi)搭載著由中科海鈉研發(fā)的25kWh鈉離子電池包,續(xù)航里程可達252公里,能量密度為140Wh/kg。根據(jù)電池廠商國軒高科現(xiàn)有數(shù)據(jù),鈉電池的能量密度已經(jīng)接近普通磷酸鐵鋰電池(160Wh/kg),理論上具備在短途代步領域取代鋰電池的能力。
早在2021年末,中國電池產(chǎn)業(yè)研究院以及多家券商機構就曾分析認為,2023年將是“鈉電池量產(chǎn)元年”。而思皓新能源推出的這款試驗車可以說是目前最接近量產(chǎn)的鈉電池車型——據(jù)江淮汽車市場人士透露,思皓品牌鈉電池試驗車型最快將在一兩年內(nèi)量產(chǎn)上市。
理論上講,鈉和鋰在元素周期表里屬于同一主族,電池工作原理相同,區(qū)別在于電池正負極之間往來穿梭完成能量轉(zhuǎn)換的分別是鈉離子和鋰離子;同時,電池正負極材料、電解液和隔膜需要適應性匹配。
相比于鋰電池,鈉電池的缺點在于能量密度較低。盡管幾乎同時起步研發(fā),但鋰元素依然憑借獨特優(yōu)勢先于鈉電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
中科院物理研究所研究員胡勇勝曾指出,鋰離子的重量和體積比很小,在正負極之間移動便利,此外,鋰得失電子能力比較強,容易實現(xiàn)電量存儲和釋放,“假設鋰離子是乒乓球,那么鈉離子就是足球,所以不易擊穿電池隔膜,電負性就差,能量密度就低”。
但是鈉電池同樣擁有鋰電池不具備的優(yōu)勢。胡勇勝介紹,鈉資源儲量豐富均勻,且經(jīng)濟性能更優(yōu)。
首先,不考慮規(guī)模差異,鈉電池的理論成本比鋰電池低30%至40%;其次在電池特性方面,鈉電池能夠適應更低溫度,不會有太多能量損耗,而鋰電池低溫性能不佳,在天氣寒冷時,能量衰減明顯,這一點春節(jié)回北方過年的電動車車主應該感同身受;再次,鈉電池還支持快速充電,十多分鐘就能夠充電90%;最后一點事關安全性,鈉電池充放電時發(fā)熱量小,不容易出現(xiàn)熱失控導致電池起火。
真正讓鈉電池在過去一年多里立于聚光燈下的推力,來自動力電池龍頭的力挺。
在全球動力電池市場,寧德時代的占有率排名第一,市值超過萬億元,風頭無兩,這樣一家在業(yè)內(nèi)極具話語權的企業(yè)于2021年7月率先發(fā)布第一代鈉離子電池,去年還開創(chuàng)了鈉鋰電池混搭使用的AB電池技術,鈉電池借此可以上探到續(xù)航400公里以上的車型上使用,這是目前大眾車型的標準續(xù)航。只不過這一技術尚未規(guī)模落地。億緯鋰能、蔚藍鋰芯、鵬輝能源等鋰電池企業(yè)也緊隨其后,先后宣布入局。
但是理論優(yōu)勢和巨頭加持并不必然推動產(chǎn)業(yè)化。鈉電池至今,依然“活”在鋰電池的陰影之下,上游一點風吹草動便會影響其量產(chǎn)進度。
鈉電池之所以能得到行業(yè)龍頭關注并快速落地,和鋰電池價格緊密相關。
作為電動車核心部件的關鍵原材料,上游鋰資源開發(fā)周期較長,一個全新鋰鹽湖項目開發(fā)整體約需三年,固體鋰礦體系開發(fā)需要一年半時間,而動力電池環(huán)節(jié)建設周期則相對較短,耗時一年到一年半居多。
上下游周期錯配,導致供應無法快速滿足需求。從2020年至2022年11月,鋰電池正極主要原材料碳酸鋰價格暴漲超過10倍,一度達到61.7萬元/噸的高位,電池、電動汽車成本隨之抬升。夾在上游原材料和下游整車廠之間的電池廠商被迫尋找替代產(chǎn)品,鈉電池順勢上位。
而這種供需矛盾,在今年年初“一下就緩解了”。
鋰價在短短三個月時間內(nèi)呈現(xiàn)出大起大落的周期規(guī)律:自去年11月7日觸及歷史高位后,鋰價便轉(zhuǎn)頭下拐,以每日下跌2500元/噸的速度下行。截至2月22日,碳酸鋰報價已回落至去年兩波猛漲前的水平,報44萬元/噸,較年初又跌去18%。
二級市場的資金博弈來得更早更猛。以中證新能源指數(shù)為例,在去年7月升至4700點的短期高位后,9月開始震蕩下行,去年年末跌至3167點。具體來看,鋰資源龍頭企業(yè)的市盈率都已在去年年末跌至7倍左右,對“鋰業(yè)雙雄”天齊鋰業(yè)和贛鋒鋰業(yè)2023年至2025年的市盈率,多家券商給出了個位數(shù)的預測。
與之對應的是下游顯露疲態(tài)的新能源汽車銷量數(shù)據(jù)。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,去年11月、12月,國內(nèi)新能源汽車銷量分別為78.6萬輛、81.4萬輛,雖然絕對數(shù)量可觀,但同比增幅已經(jīng)從此前動輒翻倍下滑到了六七成。
終端需求遇冷,疊加原材料價格下跌,電池廠商庫存偏高的風險開始顯現(xiàn)。寧德時代已經(jīng)在近期推出低價出售電池計劃“鋰礦返利”,以期通過鋰礦自供優(yōu)勢,激進調(diào)價鎖定未來長單采購。
海通國際研報指出,此舉將進一步加深市場對電池庫存偏高和未來需求不振的擔憂,帶動碳酸鐵鋰加速下跌。而近期已經(jīng)有原材料供應商開始拋售。
被定為“替代品”的鈉電池更是處境尷尬。如今,制造成本仍偏高的鈉電池本就未能動搖鋰電池地位,技術路線格局也未定,一旦碳酸鋰價格走低,企業(yè)勢必會削減開辟新體系、發(fā)展鈉電池的投入。
鋰電池可是標準的重資產(chǎn)業(yè)務,頭部企業(yè)擴產(chǎn)項目動輒近百億元。花費巨資擴張的產(chǎn)能,一旦轉(zhuǎn)換技術路線,可能需要大幅調(diào)整設備和產(chǎn)線,成本極高,因此二線電池企業(yè)真實的跟進意愿并不強。
“鋰電池有30年的生產(chǎn)經(jīng)驗,鈉電池所需的制造材料都還沒有完全經(jīng)過驗證,生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)很多意想不到的問題,更別說極度追求良率的汽車產(chǎn)業(yè)了?!眲恿﹄姵貥I(yè)內(nèi)人士解釋,汽車行業(yè)零部件不良率以ppm(partspermillion)為單位——即每百萬分之幾,對良率的追求遠高于一般工業(yè)品,而動力電池龍頭已經(jīng)在追求ppb(partsperbillion),即十億分之幾數(shù)量級的不良率。
況且,在沒有一定規(guī)模優(yōu)勢前,鈉電池的成本并不絕對優(yōu)于鋰電池;加上沒有鋰電池一樣成熟的上下游體系,下游市場化應用范圍有限??赡苷缟鲜鰳I(yè)內(nèi)人士所預測,若鋰價低于每噸20萬元,鈉電池的市場也許根本無法啟動。
既然如此,研發(fā)鈉電池還有沒有意義?從落地場景來看,盡管在電動汽車領域替代空間極小,但鈉電池卻在儲能和低速電動車領域有發(fā)揮的空間。
鈉電池跟鋰電池比,能量密度不行,但是跟“老頭樂”用的鉛酸電池相比可是降維打擊。
鉛酸電池正極材料含有鉛,電解液含有硫酸,回收處理不當會造成嚴重環(huán)境污染;且鉛酸電池能量密度僅為30~50Wh/kg。但其優(yōu)勢在于成本低廉、性能穩(wěn)定,因而仍占據(jù)電池整體市場一半的份額。
隨著低速電動車領域環(huán)保要求不斷提升,鈉電池很有可能成為潛在選項。低速電動車即所謂的“老頭樂”,一般是指時速在70公里以下、使用鉛酸電池的車輛,售價普遍在3萬元上下。低速電動車每年銷量規(guī)模約為百萬輛,卻長期游走于灰色地帶,主管部門早就釋放出加強監(jiān)管的信號。
鈉電池若能承接這部分鉛酸電池轉(zhuǎn)換需求,同樣極具想象空間。天能電池和超威電池這兩個國內(nèi)鉛酸電池頭部企業(yè),都已經(jīng)走上了鈉離子電池研發(fā)的道路,超威電池已經(jīng)發(fā)布第一代鈉離子電池產(chǎn)品。
總的來說,鈉電池想要異軍突起、擺脫鋰電池的陰影,還是需要開辟出自己新的商業(yè)化電池路線。