自2022年底以来,电池级碳酸锂的价格一直在下跌,接近30万元/吨,钠电池似乎正在发展。一方面,钠电池的量产速度加快,甚至实现了首次装车;另一方面,市场已经开始质疑钠电池投资的盈利能力。
从理论上讲,相比锂与钠电池,钠离子电池的能量密度和使用寿命与磷酸铁锂电池相对接近,且成本远低于磷酸铁锂,具有广阔的市场前景。
但事实上,随着阴极和阳极材料的加速迭代,锂电池高能量密度的优势被迅速放大,成本也同时被压缩。在这样的市场环境下,钠电池基本上没有太大的发展。电池级碳酸锂的价格在短短几个月内迅速下跌,而在锂的价格开始回归理性之后,钠电池的机会和前景如何?
钠电池的材料补充
对于锂电池下游产业链而言,钠电池的布局具有前瞻性,可以避免对锂电池原材料的单一依赖。据相关机构统计,目前全球锂资源总量超过6200万吨,而中国已探明的锂资源约为450万吨。
世界上大多数锂矿都位于南美洲,而中国目前没有大型锂矿。因此,对于中国公司来说,锂矿是一种稀缺资源。与全球锂资源分布不均、稀缺相反,钠资源在世界各地分布广泛,其在地壳中的丰度排名第六,约为锂资源的423倍,价格仅为锂的1.33%。
业内分析人士认为,60万元/吨碳酸锂价格的出现,只是过度依赖单一材料弊端的缩影。基于两轮电动汽车、低速电动汽车、叉车、储能和少量A00乘用车等钠电池需求市场的持续强劲,预计到2025年,全球钠离子出货量将达到40-50GWh。
钠离子电池的资源优势
据了解,实验室中用于合成钠离子电池的钠来源非常广泛。包括碳酸钠、碳酸氢钠、乙酸钠、草酸钠、柠檬酸钠、硝酸钠、氢氧化钠,甚至业界对金属钠的讨论。然而,大规模工业生产对成本、工艺安全以及酸碱度都有一定的要求。
业内推断,碳酸钠最有可能成为工业生产的原材料。由于其他材料在成本、安全性、理化指标等方面或多或少存在缺陷,碳酸钠易提取钠,供应充足,价格稳定低廉。价格仅为2650元/吨,相当于碳酸锂价格的0.47%。
从供需角度来看,中国碳酸钠产能超过3000万吨,而下游需求目前只有1万吨。钠离子电池作为一个新兴产业,尚未对玻璃、光伏玻璃等传统产业产生冲击。因此,碳酸钠价格已稳定在3000元/吨以下,价格没有明显波动。
目前,与钠离子电池相关的正极材料有100多种,技术路线仍在不断发展。根据成分,主流钠离子电池正极材料可分为层状金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝化合物体系。
在目前商业化初期,三条正极材料路线的竞争格局仍在延续,与三条路线布局相关的钠离子电池龙头厂商仍具有先发优势。
钠电池正极材料的成本优势
根据相关计算,即使碳酸锂价格降至4万元/吨,钠电池仍具有成本优势。例如,钠离子电池的负极材料硬碳的价格可能高于一些石墨的价格。
例如,日本的硬碳价格可以达到每吨10万元以上,但中国的石墨批量价格仅为每吨3万至4万元。然而,从材料和技术的角度来看,未来硬碳的价格可能会下降到低于石墨的价格。
据估计,与基于磷酸铁锂/石墨体系的锂离子电池材料相比,基于NaCuFeMnO/软碳体系的钠离子电池的成本可以降低30-40%。从成本材料结构来看,锂离子电池的正极材料成本占比最高,而钠离子电池的负极材料成本仅为26%。
同样,专注于高镍方向的锂电池必须含有钴和镍。钠电池使用锰作为稳定元素,批量生产成本显著低于目前的锂电池。此外,钠不与铝发生反应,因此钠离子电池的正负集电器可以使用铝箔,这比锂电池的铜箔便宜。
在回收钠电池材料方面,有学者提出双极钠离子电池可以回收所有电极材料并重复使用。固体材料的回收率为98.3%,无需添加新的电极材料成分。回收的电极材料经过活化处理后可以重新应用于钠离子电池,并获得良好的循环性能,使电极材料在电池生产、使用、报废、回收和再利用之间循环。