钠电池的技术状态
不同技术路线还是有一些区别的,从电芯级展开看。
层状氧化物:循环寿命大概能做到2~3000次,能量密度大概是在120左右。如果还是铜铁锰基,或者镍铁锰基的话,提升空间并不大了,除非该过渡金属元素。掺一些碳或铬,但容量密度会下降,成本增加。所以,虽然技术上验证可行,但是性价比并不高。铜铁锰基的电池,原材料成本大概0.7元/Wh(电芯的纯料本,不含制造和其它费用。下同)。如果规模达到锂电的量级,原材料成本可以到0.36元/Wh。
聚阴离子类:硫酸铁钠,能量密度大概是100左右,循环寿命大概能做到3000次。磷酸铁钠,能量密度可以做到120,循环寿命能做到6000次。磷酸铁钠的原材料成本大概0.5元/Wh,上规模后,大概0.25~0.3元/Wh。
普鲁士类,分为铁锰基和双铁基,铁锰基的容量密度能够做到150,双铁基的能做到130。这两个的循环次数大概能够做到3~4000,但是他们的上限比较高,材料还有一些技术问题没有攻克,如果攻克的话,循环寿命可以达到1万次以上。普鲁士类最大的瓶颈就是产生有毒气体和结晶水,暂时看不到解决的路标。普鲁士的正极材料还不好控制,原材料成本大概0.7元/Wh。规模后,双铁基 0.33元/Wh,铁锰基 0.3元/Wh。
下游应用前景
最主要还是二轮车。几家可以量产的企业的客户基本都先切入二轮车市场。因为电池在二轮车的成本占比没有储能那么高,对循环寿命也没有储能那么高,同时电池也比较小,容易去量产。未来可能会切入储能或者A00低速电动车。市场规模现在还不好评价,供应量大概有7~10GWh,但下游需求究竟有多少,取决于电池的成本。它现在的成本比锰酸锂电池还要高一些。但是下游的二轮车厂商也看好钠电池未来的降本空间,愿意给一些市场给他们。
针对二轮车市场,上规模后成本: 锰酸锂(0.55) > 钠离子 > 铅酸(0.2)。钠电池的系统成本可能接近铅酸。但铅酸电池的残值很高,有40%,钠电做不到。3~5年左右,如果钠电的成本能够做到3~5毛,会替代锰酸锂的市场(1x%)。铅酸(8x%)市场还没有办法替代。(我理解,成本钠离子和铅酸的成本打平手,铅酸有40%的再利用价值,但钠没有,打不赢)
聚阴离子的循环次数比较高,成本下降后就可以上储能。但现在的成本比较高,正极材料的合成工艺,还有导电性提高的后处理阶段。必须先在二轮车市场积累规模和应用经验,大概还需要五年左右导入储能。
钠离子电池范围里,大规模储能,目前比较看好的是水系钠离子电池,循环4000次,它是本征安全的。刚才讲的那三种路线,电解液跟锂离子电池一样,遇火还是会燃烧。水系钠离子没有这个隐患,它是第一个现在在储能领域有规模销售的钠离子电池,主要用在海外的家用储能。这个场景对安全要求级别高,成本不敏感(20%占比)。海外电价高,储能成本不敏感,对安全要求更高,水系钠电3元/Wh的成本都可以接受,甚至钛酸锂(循环20000次以上)都有市场。
普鲁士类基本不适合用在低速车上,因为它正极材料压实密度只有1.5,体积容量密度非常低。层状氧化物,也只在二轮车上用。低速电动车对成本还是很敏感,铜铁锰基、镍铁锰基还是含金属,成本做下来比较难,需要3~5年才有可能做到铁锂的成本水平。
高工锂电年会,董事长张小飞观点
1月15日,2022高工锂电年会在深圳召开,高工锂电董事长张小飞在开幕致辞中谈及钠离子电池时,给这一热门概念“泼了一瓢冷水”。张小飞直言,钠电池相较于锂电池尚不具备明显的成本优势,“钠离子电池的成本比磷酸铁锂贵0.1元-0.2元/Wh,且能量密度越高,成本增加越多,而低成本钠离子电池,其性能又过低”。
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