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钠电池上位呼声又起,钠电池VS锂电池,到底谁更胜一筹?

2022-09-26 09:224100

    先赞后看,月入百万。9月20日,澳洲皮尔巴拉矿业公司举行了年内第六次锂辉石精矿拍卖。最终成交价为离岸价6988美元/吨,较8月2日成交价涨10%,锂矿价格再创新高。锂矿价格上涨,导致锂电池成本大幅提升,给相关产业链带来很大压力,从而催促企业寻求新材料体系来替代,钠电池成为一个好的选择。

一、什么是钠离子电池?

    钠离子电池是一种二次电池(充电电池),重要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。在充放电过程中,Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出:充电时,Na+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。

二、钠电池VS锂电池

    1、从资源上看,金属钠元素相对锂元素在地壳中储量相对丰富(地壳中钠含量约为2.75%,而锂含量约为0.065‰),且分布区域广泛(钠分布于全球各地,而约70%的锂却集中分布在南美洲地区),因此钠电池材料丰富易得、成本低廉、分布广泛,同时更加符合国家战略要求,原料不能受制于人;

    2、从技术难度看,从元素周期表我们知道钠和锂的物理化学性质相似,且脱/嵌机制类似,因此钠离子电池的研究与开发可以借鉴锂电池的经验和各种技术,技术难度和研发成本能降低一些;

    3、从安全上看:钠离子电池更安全,锂离子电池电流密度越大枝晶锂生长越快,刺穿电池内部结构,造成短路自燃。而钠离子产生枝晶的概率很低,自燃的概率很低,因此钠电池更安全;

    4、从电池性能上看:钠离子电池在能量密度、功率密度等指标都要比锂离子电池差。主要原因是,在携带相同电荷时,钠离子要比锂离子大两倍。如果说钠离子电池是一头驴,锂离子电池就是一头马,有更好的爆发力和耐力,但拉磨这种不太着急的事可以让驴来做,此外钠离子电池循环寿命也比三元锂电池低。

从对比中我们可以看出,钠电池优势很多,但是电池本身性能还不如锂电池。

    三、钠电池技术难点

    目前钠离子电池最大的难点是寻找一款稳定的钠离子电池负极材料,传统的锂离子电池负极材料石墨,能够与Li结合,形成LiC6结构的化合物,理论比容量为372mAh/g,但是石墨仅能储存十分有限的Na离子,这可能是由于Na会首先在石墨表面形成镀层,而不是与石墨形成化合物。

    四、钠电池的发展

    东吴证券发研报称2022年底钠电池技术和材料体系有望基本定型,2023年为钠电产业化元年,2024年则有望实现大批量量产,规模有望达到30GWh。

    2021年5月,锂离子电池巨头宁德时代$宁德时代(SZ300750)$  宣布进军钠离子电池,同年7月29日,正式发布了第一代钠离子电池,并表示,钠离子电池和锂离子电池混搭使用,预计最快在2023年实现商业化。

    按照宁德时代发布的钠离子电池来看,能力密度达到了160Wh/Kg,为全球最高水平,未来计划冲击200Wh/Kg(接近常规磷酸铁锂电池水平),倍率性能好,即在常温下15分钟充电量可达80%,耐低温性能也更好,-20℃环境下,仍然有90%以上的放电保持率。

    2021年8月,工信部表示将适时开展钠离子电池标准制定,推动钠离子电池全面商业化。

五、钠电池的应用

    综合来看,钠离子电池仍然具有十分广泛的应用前景,在一些对能量密度要求不高的领域,例如电网储能、调峰,风力发电储能等方面,同时前期在低速电动车市场能够实现部分的取代锂电池和铅酸电池。

六、钠电池相关个股

    钠离子电池相关股票有圣阳股份$圣阳股份(SZ002580)$  、中科电气$中科电气(SZ300035)$  、宁德时代、中盐化工、山东章鼓、华阳股份、南风化工、圣阳股份、道氏技术、中国长城、南山铝业、万顺新材、百川股份、欣旺达、百合花、翔丰华等。

      北京珠穆信息科技认为:钠电池前景比较广阔的,除了电池本身性能不如锂电池外,其他方面都有较大优势,但是目前处于前期研发阶段,暂时还不能大规模应用,因此还会有较大的不确定性,但大家应该时刻关注新技术的发展,为蓄电的技术发展路线提供决策依据。


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