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“在锂储量用完前,钠离子电池没有机会。这是从性能、性价比综合考量后得出来的结论。”
2015年,业界“大牛”周豪慎教授在厦大做讲座时掷地有声,台下一片寂静。
在元素周期表上,钠与锂处于同一主族,具有相似的性质。石墨储锂机制的率先发现,让锂离子电池在技术上突破更快,钠电池逐渐淡出主流视野。
2015年,国内没有任何一家专门研发钠电池的公司,国际上此类公司也如凤毛麟角。锂离子电池的压倒性优势,再加上成本并不高昂,让周豪慎教授的观点并未招徕太多反对者,大家甚至觉得这是一句“废话”。
但谁也想不到,碳酸锂价格会出现十倍级的暴涨。锂离子电池公司们看着每一天都在创下历史新高的锂价,战战兢兢。
锂价疯狂也带来了全行业疯狂,废旧锂电池因可以回收金属锂,价格系数发生倒挂,旧电池回收价格甚至比新电池出厂价还贵。连锂矿废渣也有人拉去重新提锂。即便如此,碳酸锂仍一货难求。
因此,性质相似,储量极其丰富的钠,重新回到大众的视野之中。2021年,陪跑锂电三十年的钠电池终于迎来爆发期。锂电企业尽数入局,新兴钠电公司如雨后春笋般,四面开花,资本不断涌入。
一家钠离子电池初创公司对新智驾说:“拿到天使轮的时候,我们连是否要创业去做钠电都还没完全下定决心,也没有注册公司,甚至连名字叫啥都没想好,但钱就这么打过来了。”
这些钠电公司没有一家是PPT创业,全部实打实的都有产品在做,有客户接洽,有潜在订单,有投资人不断想入场。
钠电的春天,似乎已经到来,但其中,多少还有点料峭。
接下来新智驾还将推出“五问锂电江湖”系列文章,无论是宁德时代与二线电池厂的恩怨纠葛,还是动力电池技术上的精彩博弈,都值得被书写。如果您身处其中,欢迎添加作者微信号chifeng1030,互通有无。
钠离子电池在起跑线上并未输于锂离子电池。
20世纪70年代,被誉为世界锂电奠基人的Michel Armand提出了“摇椅式电池”的概念。
以锂离子电池为例,在充电时,锂离子由正极经过电解液“游”到负极中;放电时,锂离子又从负极返回到正极。锂离子在电池两极间摇摆,故而得名“摇椅式”。
钠离子电池的工作原理几乎与此相同,只不过主角由锂离子换成了钠离子。在研究早期,二者有着相同的进展,商业化进展都不顺利。直到石墨材料的应用,命运的轮盘第一次发生转动。
石墨作为负极解决了锂离子电池材料的安全性问题,但由于钠离子的半径比锂离子大,使用相同石墨材料的钠离子电池的容量大概只有锂离子电池的十分之一。
1990年,日本Sony公司基于石墨负极完成了锂电池的商业化的突破,提出了“锂离子电池”这一全新概念,并于次年5月投放市场。钠离子电池从此开启了长达三十年的陪跑之路。
往后十数年间,钠离子电池相关研究数量不断下降,锂离子电池的市场份额不断提升。此消彼长之间,钠电“泯然于众人”。
在2020年之前,锂电池的主要原材料碳酸锂的价格上涨速度并不快,即使在15年左右有过波动,但也最终回归正常。这十几年间,锂离子电池技术不断突破,成本下降了近90%。在原材料价格没有巨大变动的情况下,锂离子电池凭借性能优势在电池界难逢敌手。
2020年末,命运的轮盘第二次转动,蓄力已久的钠电终于迎来了机会。碳酸锂的价格走到了低点4.39万元/吨后,一路飙升,最高时冲破60万/吨,价差十倍有余。
全球锂价的风向标皮尔巴拉锂精矿拍卖价格从2021年7月的1250美元/吨,狂飙至7805美元/吨,直到2022年12月末,才稍稍下跌,止住暴涨趋势。
锂资源储量并不少,但可开采的锂矿十分稀缺。南美洲拥有世界上70%的锂资源,中国仅有7%,这7%里绝大多数又是卤水型锂资源,品质低、开采难。因而,即便中国的锂离子电池产量占据全球的60-80%,但我们80%的锂原料仍依赖于国外进口。
依赖进口,就有被“卡”的风险。2022年11月份,加拿大突然宣布将锂矿收归国有,要求中国三家公司剥离在加拿大关键矿产公司的投资。毫无预兆,毫无理由,毫无解释。
更让人如芒在背的是,世界上最重要的锂矿源地智利、阿根廷、玻利维亚三国不断放出小道消息,欲建立“锂欧佩克”。
当初为了解决石油“卡脖子”问题而扶持的新能源行业,似乎迎来了新一轮的锂资源“卡脖子”。这并不是整个行业,乃至国家层面愿意见到的事情。
解决锂资源问题的方法有两个,一个是寻找出替代品,另外一个则是让锂价降下来。钠电池背负起这两个使命,商业化骤然提速。
在碳酸锂还横亘在50万元/吨以上,迟迟不见下落之时,钠离子电池的核心材料碳酸钠的价格仅有不到0.3万元/吨,对比之下,碳酸钠的成本不到碳酸锂的0.6%。
作为地球上第七大最丰富的元素,在地壳中钠的储量是锂的420倍,全球分布均匀,完全不必担心短缺问题。钠不仅价格低廉,提取也十分简,通过海水即可制备钠盐。
不仅如此,钠电池正极所用的铜、铁、锰等金属材料也比锂电池正极中的镍和钴更加便宜,再加上用更便宜的铝箔取代铜箔作为集流体。理论上来说,钠电在材料成本上相较锂电池可以下降30%-40%。
价格优势如此之大,让押注钠离子电池的公司们无不枕戈待旦,都想在商业化应用上迈出行业内第一步。而今钠离子电池公司们多数也正处于中试迈向量产阶段,虽低调但进展有条不紊。
雄韬股份参股的盘古新能源便告诉新智驾:“我们的实验线已建好,中试线正在建设中,产能0.6Gwh,将于23年投产。同时,我们的一期产能计划投产5Gwh,目前的潜在订单已超过1Gwh。”
在脉脉上,钠电研发领头人成为了猎头们一致的追逐对象。各家公司都想在这个钠电方兴未艾的时刻入场,分上一块蛋糕。
钠电商业化进展神速,但技术路线仍未如锂电一样清晰,各家的押注也各有不同。
钠电第一次公开亮相,来自于宁德时代。
2021年5月28日,宁德时代发布了第一代钠离子电池,电芯单体能量密度达到160Wh/kg,直逼磷酸铁锂。
当日,宁德时代大涨超6%。三天后,宁德时代股价突破万亿,成为创业板成立以来第一家万亿市值的公司。钠电的出世似乎就注定了与资本挂钩。
彼时,锂价疯涨端倪已现,碳酸锂价格在不到半年的时间里已经实现翻倍,价格毫无下行趋势。
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