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【原创】碳酸锂直线回落 资源视野下钠电前景何在?
钠电 文章来源自:高工锂电网
2023-03-15 09:01:50 阅读:86392
摘要2022年底以来,电池级碳酸锂价格一路回落,已经接近35万元/吨,钠电池似乎落入尴尬境地。

2022年底以来,电池级碳酸锂价格一路回落,已经接近35万元/吨,钠电池似乎落入尴尬境地。

一方面,钠电池量产脚步加速,甚至实现了首次装车;另一方面,市面上又充斥着另一种声音,甚至开始质疑钠电池投入的盈利性。

从理论上来讲,钠离子电池的能量密度、使用寿命和磷酸铁锂电池比较接近,成本上又比磷酸铁锂电池要低得多,具有广阔的市场前景。

然而事实上,锂电池不仅在过去的十几年间成为动力电池首选,也同样成为新型储能领域大规模运用的首选电池类型。

这个原因要追溯至上世纪七十年代,锂电池与钠电池差不多同时问世。但锂电池随着正、负极材料加速迭代,能量密度大的优势被快速放大,同时成本也在被同步压缩,在这样的市场环境下,钠电池沦基本没有怎么发展。

2020年以来,碳酸锂一路攀升,最高飙升至超60万元/吨。直至锂电池产业链无法承其“重”,去年的广汽集团、宁德时代在公开场合的“二曾喊话”,引发了行业反思。而在此背景下,钠电池产业化脚步提速。

但据高工储能数据跟踪显示,但自2022年底以来,在短短几个月内,跌至如今的35万元/吨左右。锂价开始回归理性之后,钠电池的机会与前景究竟几何?本文拟从资源角度论述钠电产业发展,为钠电发展探一究竟。

在此背景下,高工储能、高工产业研究院、高工锂电将于4月24日在苏州举行2023高工钠电产业峰会,峰会主题为“钠电破晓 后浪可期”,届时将邀请100+上下游企业、500+产业链嘉宾参会,钠电产业链企业将围绕钠电产业的发展机会与挑战展开深入探讨,敬请期待!

钠电池的材料补充作用

对锂电池下游产业链而言,钠电池的布局是一种前瞻性的,可以规避掉对锂电池原材料的单一依赖。

据相关机构统计,目前全球的锂资源总量超过了6200万吨,而我们国内已经探明的锂资源量大概为450万吨。

根据对全球112座锂矿山/盐湖的统计追踪, 2022年全球在产的锂矿/盐湖有效产能为80.7LCE万吨,产能主要分布于澳大利亚、中国和南美,三个国家或地区的总产能占全球的比例达到了98%。

而全球大部分锂矿资源都在南美洲,我国目前还没有比较大规模的锂矿。所以,对国内企业来说,锂矿算是一种稀缺资源。相关数据显示,2022年中国的锂矿/盐湖总有效产能约为18.7万吨。

与全球锂资源分布不均且稀少的情况相反,钠资源在全球广泛分布,其在地壳中的丰度位于第6位,约是锂资源的423倍,价格仅为锂的1.33%。

高工储能分析认为,60万元/吨的碳酸锂价格出现,正是单一材料的过度依赖弊端的“缩影”。“锂矿狂欢盛宴”的结束,产业界并未对非理性锂价遗忘,高价锂撕开的“行业伤口”尚在结痂,但这种“痛楚”仍将让整个行业时刻铭记,警醒行业要避免陷入过度依赖单一材料的局面。

基于两轮电动车、低速电动车、叉车、储能和少量A00级乘用车等钠电池需求市场持续发力,高工产业研究院(GGII)预测,至2025年,全球钠离子出货量级将达到40-50GWh。

钠离子电池的资源优势

据了解,目前实验室中合成钠离子电池用钠的来源十分广泛,包括碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠、草酸钠、柠檬酸钠、硝酸钠、氢氧化钠,甚至产业界还有关于金属钠的讨论。

但大规模工业生产对于成本、工艺安全性、酸碱性都有一定的要求,业界推断最有可能成为工业生产原料的还是碳酸钠(即纯碱)。因为其他材料在成本、安全性、物化指标等,或多或少存在一定的缺陷。

碳酸钠(纯碱),是一种无机化合物,化学式为Na2CO3,分子量105.99,分类上属于盐不属于碱。纯碱的上游原料主要包括原盐、石灰石、合成氨等,燃料主要包括动力煤、天然气等。

相关数据显示,截至2022年6月,全球纯碱总有效产能为7046万吨/年,主要分布在亚洲、北美和欧洲地区,其中天然碱产能占比约30%,集中在美国和土耳其;联碱和氨碱产能占比约70%,集中在中国、欧洲、俄罗斯、印度等国家。具体来看,目前中国的纯碱有效产能为3080万吨,占全球总产能的比重约44%。

碳酸钠提钠简单,供给充足,价格稳定低廉,价格仅为2650元/吨(轻质纯碱,截止2023年1月),是碳酸锂价格的0.47%。

从供求关系来看,碳酸钠的国内产能超3000万吨,而其下游的需求目前仅万吨,钠离子电池作为新兴行业,还并未冲击到玻璃、光伏玻璃等传统行业,因此碳酸钠价格稳定在3000元每吨以下,并未出现明显的价格波动。

目前钠离子电池相关的正极材料超100种,技术路线还在演进中。根据成分来看,主流钠离子电池正极材料可分为层状金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类化合物体系。

在当前的商业化初期,三种正极材料路线竞争格局还在持续“拉锯”,布局三条路线相关龙头企业仍然具有先发优势。

比如,电池企业:宁德时代、中科海纳、众钠能源、鹏辉能源、为方能源等;正极材料企业:容百科技、振华新材、七彩化学、当升科技、道氏技术、华阳股份等;负极材料企业:佰思格、贝特瑞、中科电气、杉杉股份、翔丰华、传艺科技、华阳股份等;电解液企业:多氟多、天赐材料、瑞泰新材、新宙邦、中欣氟材、钠创新能源、永太科技、传艺科技;隔膜企业:柔创纳米科技、璞泰来等;装备企业:先导智能、利元亨、海目星激光、琥崧智能、宏工科技等。

钠电池正负极材料成本优势

据相关测算,即使碳酸锂价格下降到4万元/吨,钠电池仍有成本优势。

举例来说,当前钠离子电池的负极材料硬碳价格可能比某些石墨价格还要高,比如日本硬碳价格可达十余万每吨,但石墨国内批量价格才3-4万元每吨。但据材料、技术等角度来看,未来硬碳价格可能会降到比石墨低。

据中科海纳测算,以NaCuFeMnO/软碳体系的钠离子电池,相较磷酸铁锂/石墨体系的锂离子电池材料,成本可降低30-40%。从成本材料结构来看,锂离子电池正极材料成本占比最高(约43%),而钠离子电池的正极材料成本仅为26%。

同样,聚焦高镍方向的锂电池,里面的钴、镍不能少。而钠电池以锰用做稳定元素,量产成本比现在的锂电池大幅降低。

此外,钠不会与铝发生反应,因此钠离子电池的正负极集流体可使用铝箔,铝箔比锂电池用的铜箔要更便宜。

而在钠电池材料回收方面,已经有学者研究提出,双极性钠离子电池能够进行全部的电极材料回收,并加以重新利用,固态材料回收率为98.3%,无需新电极材料组分添加。

有论文提出,回收的电极材料经过活化处理,可以重新应用于钠离子电池,并获得良好的循环性能,使得电极材料在电池生产、使用、报废、回收和再利用之间循环。

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