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“钠离子电池”将成为市场新宠?

无敌电动网 2022-10-31
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“碳达峰”“碳中和”“碳交易”“储能”“新能源”是今年的几大热词,与此相关,不得不提到被业内称为“白色石油”的锂。然而如今“有‘锂’走天下,无‘锂’寸步难行”的格局或许即将被打破。

在中国电动汽车百人会主办的2021中国电动汽车百人会云论坛上,中国工程院院士、“锂电池之父”陈立泉称,全世界的电能都用锂离子电池储存,根本不够,钠离子电池是新电池首选。今年7月底,宁德时代发布了第一代钠离子电池。

钠离子电池优缺点分析可以从下面4个角度出发:

1、从安全上看:钠离子电池更安全,锂离子电池电流密度越大枝晶锂生长越快,刺穿电池内部结构,造成短路自燃。而钠离子产生枝晶的概率很低,自燃的概率很低。

2、从技术上看:钠离子电池在能量密度、功率密度等指标都要比锂离子电池差。主要原因是,在携带相同电荷时,钠离子要比锂离子大两倍。如果说钠离子电池是一头驴,锂离子电池就是一头马,有更好的爆发力和耐力,但拉磨这种不太着急的事可以让驴来做,此外钠离子电池循环寿命也比三元锂电池低;

3、从资源上看:锂的储存量有限锂的地壳丰度仅有0.0065%,且资源分布不均匀,70%的锂分布在南美洲地区。美国地质勘探局(USGS)数据显示,2020年澳大利亚产出的锂矿占全球总产量的51%,智利、阿根廷等国家从盐湖中提取的锂资源占比29%。

我国锂资源虽然占全球总产量的6%,但是从分布格局来看,大部分分布在西藏、青海等高海拔地区,受开发环境、开发成本以及技术制约。

而纳在地球上的分布上要多得多,特别是海洋里,纳相当于只取之不尽的,不过由于钠离子电池的制造成本并没有比锂离子电池便宜多少,需要技术攻关及规模效应,理论上成本将比磷酸铁锂更低;

成本上来看,截至8月20日,锂离子电池材料价格再度上调,碳酸锂参考价为100800.00/吨,与8月1日(88000.00/吨)相比,上涨了14.55%;氢氧化锂参考价为112333.33/吨,与8月1日(99000.00/吨)相比,上涨了13.47%;锂精矿、锂盐价格也继续大幅上涨。总体来看,锂资源呈现短缺格局。

4、从战略上看:资源的争夺愈演愈烈,除中国以外,锂矿主要分布在南美洲、澳大利亚等国家及地区,不可控因素过多,易导致能源危机。天齐锂业虽说在澳大利亚手握全球最大锂矿控制权,但项目进度“遥遥无期”,这多少深受中澳关系影响。

前文说到钠离子比锂离子电池差,但钠金属电池能量密度更高,缺点就是不能充电。这个锂金属电池同理,锂金属跟氧气发生氧化反应后释放能量,无法充电再用。遂将锂金属离子化后解决充电问题,故称锂离子电池。

那么钠电池是否具备发展前景呢?

2021年5月,锂离子电池巨头宁德时代宣布进军钠离子电池,同年7月29日,正式发布了第一代钠离子电池,并表示,钠离子电池和锂离子电池混搭使用,预计最快在2023年实现商业化。

按照宁德时代发布的钠离子电池来看,能力密度达到了160Wh/Kg,为全球最高水平,未来计划冲击200Wh/Kg(接近常规磷酸铁锂电池水平),倍率性能好,即在常温下15分钟充电量可达80%,耐低温性能也更好,-20℃环境下,仍然有90%以上的放电保持率。

而在纳金属电池的充电问题上,美国华裔科学家戴宏杰有了巨大突破,通过施特贝尔法合成出纳米级的碳球,约束钠原子的活动轨迹,同时再采用合适的化学反应,完成充电流程。

2021年8月,工信部表示将适时开展钠离子电池标准制定,推动钠离子电池全面商业化。

受益于钠离子电池快速放量,钠电负极材料需求旺盛,前景优异。碳基负极(硬碳+软碳)凭借优异的综合性能,是当前时段最有望实现产业化的钠电负极材料。目前,钠电负极原材料企业、传统锂电负极企业、钠电初创企业和各大行业跨界公司均在加速钠离子电池碳基负极材料的研发和产业化进程,行业将进入快速发展期。

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