如何看待钠电池的市场空间?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/12/08 13:45

乘用车、储能市场应用提速,打开钠电市场空间。

1.低速乘用车有望率先应用

钠电相较锂电成本低,能量密度与循环性能适配低速乘用车要求。钠电池具备突出的成本 优势,根据中科海钠官网,钠电池理论材料总成本相较于锂电池低 30-40%。虽然钠离子电 池的能量密度和循环性能不及锂离子电池,但是在对能量密度和循环性能要求不高、成本 敏感性较强的低速乘用车领域有望率先实现替代和应用。

钠电装车进程快速推进,锂钠搭配未来有望拓宽应用范围。2022 年 11 月 29 日,宁德时代 研究院副院长黄起森在钠离子电池产业链与标准发展论坛上表示,钠电池可满足 400 公里 续航里程车型。而通过首创的 AB 电池系统集成技术,将钠离子电池与锂离子电池同时集成 到同一个电池系统里,并且将两种电池按一定的比例和排列进行混搭,串联、并联集成, 再通过 BMS 的精准算法进行不同电池体系的均衡控制而集成钠离子电池与锂离子电池,有 望使钠离子电池应用扩展到 500 公里续航车型,面向 65%的车型市场。孚能科技表示公司 钠离子电池产品已处于集中送样阶段,产品已满足 A0 级车需求,公司计划 2023 年全面进 入产业化阶段,并已与多家知名两轮车企和乘用车企开展深入合作,目标 2024 年满足 A 级车的需求。鹏辉能源表示上汽通用五菱对钠离子低温优异性能非常感兴趣,相信会解决 消费者冬天使用体验不好的痛点。

钠电装车应用空间较大。根据乘联会数据,自 2020 年起,国内 A00 级新能源乘用车销量 保持上涨趋势,2020 年、2021 年及 2022 年 1-11 月的同比增速分别为 62.7%、205.2%、 28.0%,市场份额分别为 26.5%、30.1%、19.9%。近三年来,A 级、A0 级、A00 级新能 源乘用车的市场份额加总始终维持在 60%以上。2022 年 1-11 月 A 级、A0 级、A00 级新能 源车的市场份额分别为 35.0%、10.3%、19.9%,合计销量 328 万辆,其中 A00 级销量 100 万辆。

2.储能应用受制于循环寿命,应用有望加速

大型储能对循环寿命要求较高,是钠电应用的主要瓶颈。储能电池的循环寿命是指在一定 的充放电制度下,电池容量降低到某一规定值之前,电池能经受多少次充电与放电。国家 工信部电子信息司在《锂离子电池行业规范条件(2021 年本)》中规定储能型电池循环寿 命≥5000 次且容量保持率≥80%。目前钠电池的循环寿命仅为 2000-4000 次,与磷酸铁锂 电池还存在一定的差距。钠离子电池循环寿命的不足会导致需要频繁更替、拆解电池,耗 费大量人力和费用成本,使得电站投入成本过高,运行实际收益低,全生命周期内投资回 报率不足,不利于推广。因此,进一步改进钠离子电池的结构和工艺,提高其循环寿命, 从而降低储能电站的度电成本,对大规模储能的商业化应用十分重要。

钠电循环寿命仍有较大提升空间,可以满足大储要求。从理论上看,钠电电池的循环寿命 仍大提升空间,钠电负极硬碳非结晶态,形变相对更小,SEI 膜造成的不可逆钠消耗理应更 低;聚阴离子正极材料理论循环寿命可达 10000 次以上。中国科学技术大学正着力于研发 长寿命低成本钠离子电池材料及器件,预期两年内实现高性能钠离子电池循环寿命超过 5000 次,五年内将循环寿命提升至 10000 次。

钠离子循环寿命可通过正极掺杂包覆,负极硬碳与电解液优化等方式提升。目前钠离子电 池循环寿命受限一方面是由于钠离子的体积较大,在材料结构稳定性和动力学性能方面的 要求更加严苛,因此反应过程中嵌入脱出难度大且容易造成结构变化,例如钠电正极晶格 相变;另一方面是钠离子电池在循环过程中,电解液消耗速度过快。理论上,钠电正极晶 格形变问题可以通过掺杂包覆以降低相变性,负极采用循环性能更优的硬碳材料可提高寿 命。电解液消耗过快一方面可以通过开发全新的电解液体系以降低消耗速度,另一方面可 通过补钠技术实现循环寿命的改善。然而从理论过渡到具体实践仍然需要经过一定的探索 和研究。

针对以上问题,各家企业对钠离子电池的研究逐步增加,积极对其正负极材料及电解液进 行探索。以宁德时代为例,正极材料采用目前具有潜在商业化价值的普鲁士白以及层状氧 化物两类材料,对材料表面进行重新设计,解决了材料在循环过程中容量快速衰减这一难 题。在负极材料方面,宁德时代开发出了具有独特孔隙结构的硬碳材料,具备优异的循环 性能,能够让大量钠离子存储和快速通行。同时宁德时代还研发出新型独特的电解液体系, 以适配全新研发的正负极材料。

目前已有大型储能探索应用钠电。2021 年 12 月,中科海钠联合三峡能源、三峡资本,在 阜阳规划 5GWh 钠电池产能,2022 年 11 月 29 日,一期 1GWh 钠离子电池生产线产品下 线,标志着该生产线正式具备了规模化生产 GWh 级钠离子电池的能力,在开辟储能产业新 赛道、钠离子电池产业化发展等领域具有里程碑式意义。后续将推动 30GWh 钠电池量产规 划。此外,三峡能源安徽阜阳南部风光储基地项目储能系统拟建设 60MWh 钠离子电池储 能项目,公司预计 23 年投产,标志着钠电将正式应用于大型储能项目。

3.两轮车先行,储能、乘用车接力,市场规模有望超 1600 亿

钠电池现有性能已可满足电动两轮车需求,其成本优于锂电池,性能远超铅酸电池,我们 预计钠电明年或率先在电动两轮车批量应用。新能源汽车领域,由于低速乘用车具有对能 量密度要求不高、成本敏感性较强等特点,钠离子电池可凭借其良好的性价比及更加稳定 的电化学性能、快充及低温性能,率先在低速乘用车发展。在储能领域,钠离子电池具有 成本低、原材料资源丰富等优势,虽然暂时受制于循环寿命的限制,但随着各企业对循环 性能的研发突破,后续可实现对磷酸铁锂电池的部分替代。因此,基于目前产业界钠电研 发及新能源车和储能行业快速推进的大背景,我们预计钠电装机量 2027 年有望达到 335GWh,钠电池总体市场规模将达到 1676 亿元,2024-2027 年 CAGR 为 164%。正极材 料、负极材料、电解液 2027 年对应市场空间分别达 377、172、123 亿元。