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宁德时代领衔,中美日争先布局,钠电池正在崛起,能取代锂电池?

电能配件 2022-12-13 10:24 Au: 围观能源

#2022生机大会#

2023年,对于中国新能源电池来说,也许是一次值得铭刻的一年。

由于宁德时代在招股说明上公布,将在2023年实现钠离子电池产业化,宁王作为动力电池领头羊,他们任何的结构都是行业的风向标。


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于是在宁王身后、亿纬锂能、赣锋锂业、欣旺达等企业也抓紧结构钠离子电池。

后来,宁王在2022年的11月份又公开暗示:钠离子电池续航已经可以到达400千米,未来将向500千米倡议挑战。


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这个消息瞬间就引爆市场,钠离子电池企业股价集体上涨,而且幅度不小,因此很多人就猜测,2023年将是钠离子电池产业化的元年。

有些乐观的人甚至打出:钠离子何时取代锂电池的口号。固然也有否决的人,他们以为钠离子电池价格和性能都没有上风,尤其是楚攀博士,他甚至以为锂电池有更强大的气力介入,钠离子电池短期内没有用武之地。


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素材来源楚攀博士朋友圈

两种概念在网上吵翻了,可是不成否认的是,钠离子电池是当下新能源动力电池最具争议的话题。

钠离子电池能不能取代锂电池?阿谁更强大的气力究竟是啥?

这里面还真的大有门道,就像楚攀博士说的,它们的背后实在是线路之争,好处之争,甚至国家话语权之间的博弈。

固然,我是引用他讲述的事情,而不是说赞同楚攀博士的结论,这件事还要从钠锂电池线路之争渐渐说起。

实在钠离子电池并不是什么新鲜事。


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早在上世纪70年月,它就已经和锂电池争夺动力电池的主力位置,而且它们的竞争很是剧烈,可以说是同时起步、同步发展,至今还未完全分出胜败。

1976年时,英国化学家惠廷汉姆研究出二硫化物作为电池正极材料,一举打开了锂电池的新世界。

锂电池是由正负极、电解液隔膜组成的。


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那时负极是金属锂或者金属钠,在放电时,锂离子会透过隔膜进入正极,充电时,离子就会返回负极,而作为正极的二硫化物是层状过渡金属,这种正极材料的结构是一层一层的,每层之间都存在较大空地。

这个空地可以贮存离子,这样锂电池便可以贮存电量,等有需要的时候再使用。

惠廷汉姆的研究让锂电池成为了可能,他也因此成为了“锂电池之父”,而且获得了2019年的诺贝尔化学奖。


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但实际上,这个正极材料不但仅可以吸附锂离子,也可以吸附钠离子,所以层状的二硫化物作为电池的正极并没有确认哪个线路是对的,而是为它俩的发展提供一个配合的线路。

到了1980年月,科学家为了进步能量密度研发出了第二代电池。

它的正极材料由原来的二硫化物改成金属氧化物,两者的原理是相同的,可是金属氧化物层状间的空地更多,所以第二代电池能嵌入更多的离子,这也意味着电池的能量密度和续航更大。


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尔后金属氧化物就一直作为成为电池正极材料的首选,比如锰酸锂,磷酸铁锂等锂电池线路都是这个时期起头发展起来的。

不外第二代钠锂电池也有一个致命的缺陷,那就是电池的负极太拉胯了。

那时电池的负极用的是钠或者锂金属,就是那种纯金属的,不但贵而且很不耐用。

由于两种金属很是的活跃,放电时,金属会析出离子,然后会跑到正极的空地中,等充电时,金属离子会重新跑回负极,但此时的钠锂离子不是回归原位,而是随机就近依附在负极上,还是呈树枝状的晶状物。


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假如长时间充放电,那末负极金属上的晶状物就会越长越大,直到将电池的隔膜捅破,隔膜一破电池就会短路,严重的还会发生自燃甚至是爆炸。

所以第二代钠锂电池依旧没法子商用。

平安性都不是很好,尤其是锂电池,它的性质加倍活跃,能量密度高,做出来的电池续航更久一点,可是越活跃发生的晶枝也越快,在平安性上,反而比钠离子电池还要差一点。


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那时加拿大一家名叫:Moli Energy的电池企业踩了这个坑,他们在1985年推出了全球第一款商业化充电电池,成果刚卖没多久,就遭遇短路、自燃、爆炸等事故,把那时的客户吓的够戗。

这个电池就是锂离子电池,而Moli Energy迫于很无奈,只能召回了大量的锂电池,然后破产倒闭。


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也就是说,在此时钠锂电池还是站在同一起跑线上,它们配合面临的问题是平安和续航考验,而平安性还更重要一点。

谁先解决了负极材料和平安性的问题,谁就能占据主动,但就是这一步,钠离子电池完全被锂离子甩开了。

1985年,日本旭化成公司发现石墨等碳材料也具有层状的结构。


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那时他们就想,假如用金属氧化物和碳材料做为正负极,那末电池两级都有层状结构,离子在正负极移动的时候,便可以嵌入空地中,不会发生晶枝。

于是第三代石墨电池就诞生了。

但石墨负极材料也有一个问题,它的层间距比力小,而钠离子比力大,无法嵌入它的空地中,相反锂原子质量(7)是钠原子的三分之一,离子半径更小,可以轻松附着在石墨空地上。


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因此,钠离子电池并没有搭上石墨负极材料这个风口。

1991年,日本的索尼公司,推出了第一款平安可靠的可充电锂电池,大获成功,在这之后,越来越多的企业起头选择锂电池,最后一步步将它推向了神坛,而钠离子电池虽然也在尽力寻找属于自己的负极材料,可是却错过了最佳的发展时机。


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然而让人没想到的是,在所有人以为钠离子电池终将被淘汰的时候,它却拐了一个急弯,重新杀了回来。

2021年7月,宁德时代发布了旗下首款钠电池,而且宣传将在2023年量产。


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而美国Natron Energy公司和宁王几近是同一个步调,他们也在2021年发布旗下钠离子电池产物,而且还是全球首款被UL认可的电池,而且建造了全球最大的钠电池工场,估量是想和宁王抢市场。

除此之外,日韩以及中国多家电池企业也在结构,就连隔邻的印度也加入了战场。

印度最大的私营企业——印度信实产业团体斥巨资收购了英国的钠离子研究公司,公布正式进军钠离子电池行业。


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可以说,钠离子电池忽然之间就火爆起来了。

那末问题来了,明明已经快被淘汰的钠电池,为啥还能翻身呢?

这里的原因还比力复杂,背后是多种博弈,一个是线路之争,一个是产业之争,一个是资源之争。


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线路之争上面已经说过,假如是纯真的技术争夺,那末钠离子电池实在是不占上风的,对于电池来说,续航、平安和寿命是三个最重要的指标。

而锂电池的能量密度比钠电池高了40%至50%,所以它在续航上也比钠电池要高的多。


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按照宁德时代的消息,钠电池未来理想的续航大要是在500千米,只能覆盖65%的汽车需求,而锂电池的续航已经可以到达上千千米了,两者相差的间隔依旧很大。

除此之外,锂电池寿命可以保证充放电3000屡次,而钠电池只能维持2000屡次。


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所以,纯真从性能上看,钠电池想要完全取代锂电池,几近是很难做到的。

可是锂电池也有两个致命问题,那就是价格实在太离谱了。

按照统计,2022年11月份,每吨碳酸锂的价格高达57万元,而2020年,每吨碳酸锂的价格还不到5万元,也就是说两年时间,碳酸锂的价格飙升了12倍之多。


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碳酸锂是锂电池的主要原材料,它的价格上涨会传导到下游的锂电池和纯电动车,很多车企和消费者都受不了,轻则吐槽、重则直接破口痛骂,甚至老板急眼了都亲身下场怼人。

2022年7月召开的世界动力电池大会上,就发生了这样奇葩的一幕,广汽团体董事长曾庆洪上台演讲时,就当着宁王的面数落说:“动力电池价格这么高,我们这是给你们打工吗?”


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广汽的这番话引起了很大的共鸣。

中国新能源汽车品牌虽然销量是世界第一,而且纯电动的价格都比低,可是压根不挣钱,以比亚迪为例,他们卖出一台汽车,实际利润居然只有1466元,连宝马、通用等企业的一半都不到。


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然后宁德时代的开创人曾毓群也坐不住了,等到他上台时也开启了吐槽模式:说是上游原材料有资本在炒作,他们也是受害者。

可能宁德时代感觉自己也是实在冤枉。

于是在越日时,他们的首席科学家吴凯再次回应,说“我们也在盈利边沿挣扎,很是痛苦”


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那末钱到底被谁给挣走了呢?

答案就是上游原材料企业啊,比如今年三季度,赣锋锂业的利润增长高达614%、而天齐锂业的利润增长更飙到4092.31%。


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锂电池和新能源汽车厂打的头破血流,可是利润全给上游采矿的拿走了,你说他们的心里能宁愿吗?

必定不愿意啊。

所以宁王、比亚迪等企业要么自己入手采办锂矿,要么直接更换赛道了,而钠离子就是一个很是好的赛道。


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为什么宁德时代等企业这么热衷钠离子电池呢 ?

实在不单单是锂电池价格问题,还有一个比价格更值得关注的,那就是锂资源卡脖子的问题。

按照美国勘察局的数据显示,全球已经探明的锂资源大要8000多万吨,其中大部分都集中在南美地域,单单玻利维亚、阿根廷和智利三国就占据全球的六成以上的锂矿。


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在它们的后面是澳大利亚和美国,然后才是中国的7.4%。

你发现问题了没有,这些国家都深受美国的影响,一旦国际形势发生较大的转变,我们的锂资源就会面临卡脖子的问题。

今朝中国有85%的锂资源是来自于进口,这个数值比石油(72%)还高,假如不想法子解决,那末在未来,潜伏的威胁就会越来越大。

所以比亚迪王传福才会公开说:我们不能从被石油卡脖子,酿成被金属材料卡脖子


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固然我们的企业也早就意识到这个问题,早早就起头结构。

比如赣锋锂业在2014年就起头结构海外锂矿,他们通过并购和采办,先后拿下了澳大利亚、阿根廷、爱尔兰等国的数个锂矿开采权。

而天齐锂业也差不多,他们在2013年就收购了澳大利亚矿产企业泰利森,泰利森拥有澳大利亚最大的锂矿开采权。


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除此之外,比亚迪、宁德时代 、亿纬锂能等等中国电池龙头也在全球开启买买买的模式,把其他国家看的一愣一愣的。

锂电池上游企业为啥利润那末高,实在就是为了买这些矿,只有把握在自己的手里,中国锂电企业才能安心的发展。


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然而仅靠这些就能解决卡脖子的问题吗?

答案是依旧不可。

由于其他国家和电池巨头看我们锂电池做的是风生水起,也想要搀和进来,甚至有些国家还要抢夺我们的功效。

可以说我们的企业在国外遭碰到了很是大的阻碍,比如中途截胡、制止我们采办、甚至迫令我们的企业把收购到的矿产直接还回去的都有,手段无所不用其极。


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举几个例子吧。

2021年时,宁德时代计划以3.3亿美元收购阿根廷MLC(Millennial Lithium Corp)100%的股权,两者协议都签了,可是转头就被美洲锂业以更高的价格忽然截胡。

不外截胡还算好的,最少是公允竞争,但有些是竞争不外中企的,却把政府搬了出来,比如塞尔维亚政府叫停了中国力拓在他们国内的一个锂矿开辟项目,智利法院暂停了比亚迪的6100万美元的开采合同等等。


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但这些都还不算啥,还有更狠的。

2020年时,玻利维亚、阿根廷以及智利三国成立一个锂资源同盟,这个同盟就是效仿“欧佩克”石油组织,目标都是为了把握锂资源的话语权和定价权等等。


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为了完全把握锂资源话语权,智利还推进了本国锂矿国有化的。

要知道,比亚迪、天齐等中企在智利都有投资锂矿,一旦国有化成功,那末中企遭受的损失将难以估量。

还好,这项国有化被法院叫停了。

可是智利好说话,不代表其他国家也好说话。

加拿大以国家平安为由,要求中国的三家锂电企业撤资,甚至连中企投资智利的项目也不被答应,完全是无赖的行为。


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这也给我们提个醒,我们虽然把握了锂电池所有生产技术,可是原材料被卡住脖子的情况也必须解决。

那末,钠电池就是最好的解药吗?

留意是解药,而不是替换品。

实际上钠电池和锂电池是相互补充的,而不是某些人说的钠电池将替换锂电池。

原因我在上面就说过了,钠电池受限于里程数的制约,应用范围首受限,一般应用在储能以及公交车、大巴、低速电动车等范畴。


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这些范畴更垂青本钱,反而不需要长续航的锂电池。

而钠电池储量、本钱、产业上风可以很好承接锂电池。

首先它的储量很是丰富,钠离子是以氯化钠,也就是食盐的形式存在,海洋、盐湖中等地方都有,相比之下,锂资源的含量只有0.0065%,两者相差400多倍,提取也方便不用担忧被卡脖子的问题。


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而且钠电池自己也有很多上风。

其次它很是平安。

虽然锂电池经过几代的升级,但锂离子电池在过充、穿刺、碰撞挤压时,依然轻易发生热失控,致使燃烧甚至爆炸,就算是市场的头部车企某拉、某迪都发生过自燃的现象。


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而锂电池一旦自燃,燃烧起来速度很是快,乘客逃生机遇就会削减很多。

钠离子则没有这种懊恼,它的性质加倍稳定,着加倍优异的凹凸温性能,能够在-40℃-80℃的情况下正常工作,在零下20℃时,电池的电量即使经过衰减依然还有90%左右,即即是针刺、挤压、过充、过放等平安项目测试中,都能够做到不起火不爆炸。


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这样便可以撤销部分消费者的挂念。

其次钠资源丰富的情况下,它的原材料价格要廉价的多,每吨只有0.2万元,是锂离子的100分之一,钠离子比锂离子稳定,所以正负极的部分材料(集流体)可以用更廉价的铝箔替换锂电池里的铜箔。


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按照国安证券以及多位专家表述,在理论上钠离子电池的本钱比磷酸铁铝还要低30%左右。

最后钠离子电池可以完美的承接锂离子电池的产业。

这需要产业链的配合,原理上,钠电池与锂电池的结构相同,都是由正极、负极、电解质以及隔膜组成,其中电解质和隔膜几近可以通用。

如此一来,钠离子电池可以很顺利地,承接锂离子电池原有的生产线,企业想要转型生产 钠离子电池的本钱大大下降。


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这也是钠离子电池比固态电池、超级电容更受资本青睐的原因。

综上这些,就是钠电池火爆的因素,它的背后是技术、资源、国力的较劲。

天将降大任于斯人,必先劳其筋骨,中国企业在艰难奋斗,也一定会茁壮长大,终极考验出一批很是强悍的跨国企业。

当没有弱点的中企诞生时,那才是我们屹立不倒之时。

好了,我是熊猫,我们下期见!


文章来源【硬核熊猫说】版权归原作者所有
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