EVTank预测钠离子理论市场空间到2026年将达到369.5GWh,但是从目前的应用现状来看,仅有个别储能领域的示范项目,两轮车领域虽已有订单,估计完全装机出货至少在2023年初,预计钠离子电池实现产业化发展也将在2025年之后。

伊维经济研究院研究部总经理/中国电池产业研究院院长吴辉

伊维经济研究院研究部总经理/中国电池产业研究院院长 吴辉

电池百人会-电池网7月12日讯(张倩 林音 山东青岛报道)7月12日下午,融直播首场直播《钠电池时代来了吗?大咖畅谈“钠”里玄机(上)》开播,特邀主持人中关村新型电池技术创新联盟秘书长、电池百人会理事长于清教携伊维经济研究院研究部总经理/中国电池产业研究院院长吴辉、多氟多新能源科技有限公司总经理许飞、中金公司研究部执行总经理/电新公用环保行业首席分析师曾韬3位业内大咖,一起畅谈“钠”里的玄机。本场直播由多氟多新能源科技有限公司冠名支持。

伊维经济研究院研究部总经理/中国电池产业研究院院长吴辉做了题为《钠离子电池市场机会研究》的主题演讲,分享了钠离子电池基本属性、钠离子电池产业和技术发展现状、钠离子电池产业格局和市场机会分析等,电池网摘选了其部分精彩观点,以飨读者:

据吴辉介绍,钠离子电池的结构组成和储能方式都与锂离子电池相似,其工作原理被简称为“摇椅式”模型,在充电过程中,钠离子从正极脱出并嵌入负极,嵌入负极的钠离子越多,充电容量越高;放电时过程相反,回到正极的钠离子越多,放电容量越高。即利用正负极两种材料的嵌钠电位不同,在充放电过程中使钠离子在正负极中来回嵌入和脱嵌,从而实现化学能与电能的相互转换。

从全球竞争格局来看,目前,全球钠离子电池产业仍处于研发和产业化初期阶段,预计2023年形成基本的产业链。从区域分布来看,钠离子电池产业主要集中在中国、日本、美国、英国、法国等,各国通过政策导向,企业与研究所共同研发等策略,加大对钠离子电池的研发和产业化布局。目前,钠离子电池已逐步从实验室走向实用化阶段。中国钠离子电池技术研究,一直处于世界前列。

从企业竞争格局来看,按照钠离子产业化进展可分为两大阵营,一种是已经部分量产并实现产业化应用的企业,或者有试样产品并建成或正在建设中试线的企业,国内企业如中科海纳、宁德时代、钠创新能源、星空钠电、山东圣阳等公司;另外一种是对钠离子电池产业链进行布局但未有实际产品,或仍处于实验室研发而没有样品试制的企业,如欣旺达、鹏辉能源、长虹能源等。

从成本来看,由于钠离子电池的制备工艺不成熟,生产设备不完善,产业链尚不完善等因素,导致钠离子电池生产效率较低,产品一致性较差,生产良率不高,因此2021年钠电池实际生产成本约0.7元/Wh左右。而当前行业平均磷酸铁锂电池成本约0.51元/Wh左右,三元电池0.64元/Wh左右。假设钠离子电池行业产业化进程顺利推进,当产能达到GWh级别时,钠离子电池的设备折旧费用降低,材料成本低的优势将会快速显现出来,钠离子电池的材料成本预计将比磷酸铁锂电池低30%-40%左右。

从资源端来看,钠资源的地壳丰度达275%,在地壳中的丰度位居第6位,并且钠资源分布于全球各地,钠的价格低廉且易获取;锂离子的地壳丰度达0.0065%,且资源分布不均,75%的锂分布在南美洲地区,同时,相对于钠离子而言,锂离子的价格更高。

从市场应用来看,钠离子电池在新能源电站、交通工具、通信基站等领域应用加快,同时,随着钠离子电池技术的不断突破带来的能量密度提升,以及基于创新的电池PACK方式,钠离子电池还可通过与锂离子电池等其他产品混搭、串联、并联、集成的方式应用在新能源汽车领域,可以预见未来市场需求火爆。

针对钠离子电池产业化趋势,吴辉预测,从产业链培育方面来看,一是钠离子电池的上游原材料生产企业数量较少,规模化程度不高。二是多数企业仅仅具备钠离子电池正、负极材料,电解液等原材料的研发成果或者处于正在布局的阶段。因此,目前钠离子电池的产业链布局尚不完善,具有技术储备的企业在生产设备和制备工艺方面尚不成熟,故钠离子电池在产业链培养上仍然存在较大缺陷,对钠离子电池形成规模化生产造成较大的制约影响。

从技术缺陷改进方面来看,钠离子电池的缺点是钠元素分子量较高,钠离子电位更高,体积更大,在嵌入正负极时易使极片材料发生较大的体积变化,因此,钠离子电池在材料结构稳定性和动力学性能上要求更为严苛。故钠离子电池存在能量密度低、倍率性能欠佳、循环寿命短等相对劣势。这些技术缺陷大大制约了其应用市场以及产业化进度。

从产品稳定性验证来看,一款电池产品从市场调研和需求识别—总体方案设计—产品研发—研究测试—设计定制—量产所需要的周期较长,其中在客户方面认证通过时间一般由半年到一年不等,当产品小规模应用后,问题的出现与反馈也要经历至少一到两年的周期。

通过上述对影响钠离子电池产业化关键性因素的分析,吴辉表示,从上游供应端来看,由于钠离子电池的制备工艺不成熟,生产设备不完善,产业链尚不完善等因素,导致钠离子电池生产效率较低,产品一致性较差,生产良率不高,钠离子电池的成本优势还未体现,钠离子的产业化进程还处于初期阶段。

从下游需求端来看,理论上,钠离子电池可广泛应用在电动两轮车、低速电动车、储能等领域,EVTank预测钠离子理论市场空间到2026年将达到369.5GWh,但是从目前的应用现状来看,仅有个别储能领域的示范项目,两轮车领域虽已有订单,估计完全装机出货至少在2023年初,产品将进行一段时间的市场验证和消费者体验反馈,因此大规模应用还没有稳定的刚性需求,即便是宁德时代已经明确将在2023年开始推出钠离子电池,EVTank预计钠离子电池实现产业化发展也将在2025年之后。

【活动背景】

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[责任编辑:张倩]

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