【SMM分析】钠离子电池来袭 是否会影响锂电池行业?

来源:SMM

SMM5月30日讯,近期,宁德时代董事长曾毓群在股东大会发表示,宁德时代将于今年7月份左右发布钠离子电池。同时其表示,当前钠离子电池属于新兴的电池技术,受限于本身的技术水平仍不成熟及供应链的规模,所以当前钠离子电池在成本方面可能会高于锂离子电池。

众所周知,当前行业中无论是新能源汽车动力电池,又或是储能,小动力领域,锂离子电池都占据了毫无疑问的主导地位,而钠离子电池具有哪些特点呢?是否会对锂电池行业造成巨大的冲击?

就目前来看,钠离子电池具有以下几个特点:

首先,在关键的电化学性能能量密度方面,钠离子相对锂离子较弱,据资料显示,钠离子电池的工作电压为2.8-3.5V,在现有材料体系下的能量密度仅为100-150WH/KG,这一数据虽然高于铅酸 电池的2V与40-50WH/KG,但远低于目前的锂离子电池的工作电压3.0-4.5V,能量密度150-250WH/KG,而对于追求高能量密度,高续航里程的新能源汽车动力电池产业而言,钠离子电池能量密度过低,难以成为主流技术路线。

此外,钠离子的半径远高于锂离子,同样会成为限制钠电池发展重要因素。首先电池的充放电过程本质上便是离子的脱嵌在入嵌的过程,而这也要求电池的正负极中都需要有储存离子的材料。在锂离子电池中,负极处所用的多是石墨负极,由于其本身的蜂窝状结构,其石墨层可以很好地与锂离子嵌合。但钠离子由于其半径远高于锂离子,这使得钠离子并不能完全进入石墨结构,即便采用可嵌入的硬碳或其他负极材料,但也会极大影响电池整体的能量密度。第二,同样由于钠离子的半径较大,其在充放电嵌出嵌入得过程中相对锂离子而言更容易导致电极材料体积膨胀,部分钠离子在嵌入的过程中无法顺利嵌入,导致不可逆的电池容量损失,电池衰减速率上升,影响电池本身的循环寿命。此外,钠离子更大的半径也会导致其在电池结构中迁移速度慢,移动速率低,这使得同一规格下,钠电池的充放电循环相对锂离子电池而言需要更长的时间周期,拉低电池整体的充放电性能。

而钠离子电池其最大的优势还是在于成本,随着新能源产业的快速发展,叠加近年来3C,小动力等领域需求也有所放量,锂电池行业整体对上游资源的需求量也与日俱增,在一定程度上形成资源挤兑局面,碳酸锂,硫酸钴等多种原材料价格大幅上行,其中工碳均价从2020年12月初的4万元/吨快速上行至5月的8.2万元/吨,上涨幅度超过50%,而硫酸钴同样从2020年的5.5万/吨上行至3月中旬的9.4万元/吨,原料上行大幅抬升下游电池制造成本,行业整体供应链稳定减弱,部分厂家经营受到极大影响。虽然这次的原料上涨更多的是由于下游需求突然释放造成的行业供需失衡所引发的,但显然上游原料端本身资源储量有限,且分布不均也是产生这次事件的重要原因之一。据了解,锂离子的地壳丰度仅为0.0065%,且其中可经济开采的资源量有限,高低品质差异较大,同时还存在严重的分布不均的特点,其中优质资源多集中的南美,澳洲等地,这也使得我国作为全球主要的锂资源消耗国,但却高度依赖进口原料供应。而钠离子在地壳丰度达到了2.75%,远高锂离子的0.0065%,且全球分布相对广泛,这也使得钠离子电池在产业形成规模之后恐在原料成本方面相对锂而言更具有优势。

总体而言,就目前来看 ,钠离子电池对当前锂离子电池行业的冲击仍然较为有限。虽然钠离子电池仍然处于产业化非常早期的阶段,不过考虑到钠离子电池理论容量密度较低,充放电效率不高,与当前电池体系的匹配度较低等特点,这或使得钠离子电池在新能源动力电池上大规模应用的希望较为渺茫。不过另一方面,其本身原料端较为低廉的成本使得其在一些对电池整体能量密度及充放电时间指标要求不高,对成本较为敏感的领域如储能,新能源低速车或可以占据一席之地,作为锂电池的补充产品存在。

》点击免费领取《全球钴锂产业链企业分布图》

微信二维码今日有色
微信二维码

微信扫一扫关注

下载app掌上有色
掌上有色

掌上有色下载

返回顶部返回顶部