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钠离子成品优势
在资源层面,钠的地壳丰度为2.75%,锂为0.0065%,钠资源在全球皆有分布,而锂资源75%分布在美洲,中国仅占到全球的6%,而中国又是最大的锂电生产国。虽然近几年锂矿价格一直在浮动下滑,但资源的稀缺和能源的安全问题却如悬在企业和国家头顶的达摩克利斯之剑,不得不引起重视。另外,在集流体选择层面,钠离子电池正负极集流体均为铝箔(便宜);锂离子电池负极集流体必须为铜箔(贵)。
降本依赖于材料端的进步,此外,随着产业化的展开,技术与工艺的逐步成熟,电解液、硬碳等原材料供应一致性和稳定性有望获得提高,成本效应将逐步凸显。
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钠电存在的性能优势
钠离子电池综合性能优势显著,相对于锂离子电池,钠离子电池除能量密度较小,在资源储量、 成本、安全、寿命等方面均具有很强的竞争力。
(1)高低温表现好。在高低温环境下均具有较好的充放电性能,锂离子电池工作温域为-20°C-60°C,钠电池可在-40°C-75°C内正常工作,-40°C环境下容量保持率超过80%,能够解决冬季电动车充电难、高寒地区储能电站效率低的痛点。
(2)安全性高。NFPP钠离子电池在针刺、挤压等安全项目测试中,不起火、不爆炸。
(3)倍率性能好,可“快充”。钠离子的摩尔离子电导率更高,充电效率更高,具备更好的倍率性能,可响应型储能和大规模供电的需求。
(4)循环寿命长。钠离子电池的循环寿命约为5000次,聚阴体系理论可达10000次。而锂电池平均寿命约2000-3000次,铅酸电池为300-500次。钠离子电池的寿命更长。
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钠离子电池市场分析
据不完全统计,2023年新签署的钠离子电池相关项目多达30余个,钠离子电池的规划产能超过260 GWh,投资总金额超过1140亿元。我们认为,未来钠离子电池的应用主要会集中在下面几个细分市场:
(1) 储能市场
钠电的独特性和创新性使其在储能领域具有广泛的应用前景和潜在价值。在国家发展改革委、国家能源局2022年印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》中,钠离子电池技术是新型储能核心技术装备攻关重点方向之一。截至2024年7月,国内目前已有近500MWH储能电站采用钠离子电池。钠离子电池凭借其上游钠源来源广泛、BOM成本低、安全性高、低温性能好、能实现0V运输(不带电,完全避免运输过程出现安全事故)等优势,未来在储能领域大有可为。根据起点研究院(SPIR)预计,到2025年储能用钠电池出货将达50GWh,到2030年储能用钠电池出货量将达420GWh,在储能领域钠离子电池的渗透率未来10年将不断提升。
(2) 工程机械
其次,在国家实现“双碳”目标、构建双循环新发展格局的背景下,“三电”技术的逐步成熟带来电动化产品制造成本的不断降低,工程机械作为生产资料,电动化相比燃油的全生命周期成本逐步具备吸引力和经济性,电动化成为工程机械绿色发展的重要方向之一。而钠离子电池可凭借契合工程机械低成本、高配重等需求,有望在工程机械绿色发展领域占据一定市场份额。根据起点研究院的预测,钠离子电池在2025年将逐步开始在工程机械领域渗透,渗透率将超过8%,2030年渗透率将达到26%,工程机械用钠离子电池整体出货量将达到32GWH。
(3) 启动电源
启动电源是一种专门用于摩托车、车辆、船舶、燃油机和飞机启动、点火和照明的供电电源。汽车启动电源需要具有快速充放电能力、良好的高低温性能等特点,汽车每次重新打火时,都要电池带动发电机,对电池充放电倍率性能要求很高。同时,由于启停电池面临发动机舱的高温和北方冬季低温的环境,需要其具有良好的高低温性能防止经常出现启停失灵的状况。钠电池相较于铅酸电池,拥有更高的能量密度、更长的续航里程和更轻的重量,具有出色高低温性能,可用于在极端环境温度下应用。
根据OICA数据,2022年全球燃油车销量约7000万辆,燃油车启动电池带电量一般为800Wh,启动电源的需求量为56GWh,考虑存量替换的启动电池需求为70GWh,则钠电池可替代铅酸的空间为126GWh,可替代的市场空间超600亿元。根据statista数据,2022年全球摩托车销量约为4990万辆,其中燃油摩托车占比约95%,根据全球摩托车市场销售情况反馈,小排量摩托车销量将持续萎缩,大排量摩托车销量占比加大,启动电池带电量增加,目前平均在120Wh左右,对应电池需求量为5.7GWh,考虑存量替换的启动电池需求约5.8GWh,则钠电启动电池可替代铅酸启动电池的空间为11.5GWh,对应市场规模60亿元。在钠电领域,猛狮科技、维科技术、天能钠电等企业已展开布局。
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小结
随着全球对新能源的需求备受关注,钠电池作为一种新兴的能源存储技术,受到了广泛关注。我们相信,凭借着钠电池在低温、快充、安全性、成本以及资源丰富性方面的优势,它将成为新能源领域的重要力量。
文章来源:钠电材料
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