鈉電池從0到1征程開(kāi)啟推動(dòng)電池空間第三次躍遷_第1頁(yè)
鈉電池從0到1征程開(kāi)啟推動(dòng)電池空間第三次躍遷_第2頁(yè)
鈉電池從0到1征程開(kāi)啟推動(dòng)電池空間第三次躍遷_第3頁(yè)
鈉電池從0到1征程開(kāi)啟推動(dòng)電池空間第三次躍遷_第4頁(yè)
鈉電池從0到1征程開(kāi)啟推動(dòng)電池空間第三次躍遷_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩25頁(yè)未讀 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

·從本質(zhì)上看,鈉離子電池具備性能和成本優(yōu)勢(shì),適用于儲(chǔ)能、A00、兩輪車等場(chǎng)景。性能方面,鈉離子電池具備更優(yōu)的安全性、放電性和工作溫度區(qū)間。成本方面,由于鈉資源儲(chǔ)備豐富,正極上游材料價(jià)格低廉且穩(wěn)定,以及鈉離子電池正負(fù)極集流體均可使用價(jià)格便宜的鋁箔,鈉離子電池具備顯著的成本優(yōu)勢(shì)。性能和成本的雙重優(yōu)勢(shì)使鈉電池貼合儲(chǔ)能、A00、兩輪車等對(duì)能量密度要求較低且價(jià)格敏感的場(chǎng)景。從空間上看,電池第三次躍遷已經(jīng)開(kāi)始(儲(chǔ)能市場(chǎng)高增+兩輪車升級(jí)趨勢(shì)),鈉電池未來(lái)發(fā)展空間廣闊。儲(chǔ)能方面,我們預(yù)計(jì)未來(lái)表前側(cè)儲(chǔ)能和用戶側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)景氣度將迅速增長(zhǎng),到2025年儲(chǔ)能市場(chǎng)新增裝機(jī)量預(yù)計(jì)將超300GWh。鈉離子電池成本下降空間大,使其有望顯著改善大儲(chǔ)能的收益率,并在大儲(chǔ)能領(lǐng)域快速滲透。我們預(yù)計(jì)2025年,中性/樂(lè)觀情況下,鈉電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的滲透率有望提升至6%/13%,在兩輪電動(dòng)車領(lǐng)域滲透率有望提升至20%/40%,預(yù)計(jì)全球鈉電池總需求量有望超過(guò)30/70GWh。從產(chǎn)業(yè)鏈看,鈉電池各環(huán)節(jié)加速落地,從0到1的過(guò)程加快推進(jìn)。目前鈉電池暫無(wú)大批商業(yè)化應(yīng)用,但由于有鋰電池成熟產(chǎn)業(yè)鏈為基礎(chǔ),鈉電池從0到1的過(guò)程將加快推進(jìn)。2022年三季度中科海納和華陽(yáng)股份GWh級(jí)別產(chǎn)能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)投產(chǎn),新興企業(yè)維科技術(shù)、傳藝科技等+鋰電企業(yè)寧德時(shí)代、多氟多等有望2023年實(shí)現(xiàn)GWh級(jí)的產(chǎn)能投產(chǎn),正極、負(fù)極、電解液等鈉電池材料產(chǎn)能也有望于2023年集中投產(chǎn),鈉電池產(chǎn)業(yè)化元年已經(jīng)開(kāi)啟。重視鈉電池中長(zhǎng)期機(jī)會(huì),從彈性、確定性、主產(chǎn)業(yè)鏈三個(gè)維度看未來(lái)投資趨勢(shì):1)從彈性角度看,電池、正極、負(fù)極等環(huán)節(jié)面臨變革性機(jī)會(huì),新公司進(jìn)入有望改變競(jìng)爭(zhēng)格局:傳藝科技、維科技術(shù)等電池新公司,美聯(lián)新材、華陽(yáng)股份等正負(fù)極新公司受益。2)從確定性角度看,鋁箔等環(huán)節(jié)需求量具有倍增效應(yīng)(正負(fù)極都用鋁箔):鼎勝新材、萬(wàn)順新材等受益。3)從主產(chǎn)業(yè)鏈看,鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新型公司有望拓展較好第二增長(zhǎng)曲線,受益標(biāo)的包括:容百科技、振華新材、當(dāng)升科技、貝特瑞、杉杉股份等正負(fù)極公司;寧德時(shí)代、鵬輝能源、派能科技等電池公司;多氟多、天賜材料、永太科技等電解液產(chǎn)業(yè)鏈公司;恩捷股份、星源材質(zhì)、中材科技等隔膜公司。5.風(fēng)險(xiǎn)提示:技術(shù)進(jìn)步不及預(yù)期、下游需求不及預(yù)期、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇。報(bào)告摘要·目錄Contents1鈉電池與鋰電池同源,具備性能和成本優(yōu)勢(shì)2應(yīng)用場(chǎng)景成熟及鈉電池技術(shù)突破,鈉電池發(fā)展到達(dá)0-1關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)3產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)加速落地,重視中長(zhǎng)期趨勢(shì)性機(jī)會(huì)4多場(chǎng)景發(fā)力:儲(chǔ)能+兩輪車+動(dòng)力,推動(dòng)電池空間第三次躍遷(再次十倍級(jí)別增長(zhǎng))5風(fēng)險(xiǎn)提示·循環(huán)壽命工作溫度區(qū)間安全性Wood

Makenzie,1.1 與鋰電池工作原理相似,擁有獨(dú)特性能優(yōu)勢(shì)鈉離子電池與鋰離子電池工作原理類似,也是一種依靠離子在正負(fù)電極之間往返嵌入和脫出的搖椅式二次電池。鈉離子電池具備更優(yōu)的安全性、放電性和工作溫度區(qū)間。鈉電池在放電的時(shí)候可以放電到0伏,不存在鋰電池同情況下面臨的安全問(wèn)題;同濃度的鈉鹽電解液比鋰鹽電解液離子導(dǎo)電率更高,這決定了鈉離子電池具有更優(yōu)秀的快充性能;鈉離子電池低溫性能更優(yōu)異,在-20℃低溫環(huán)境中,也擁有88%以上的放電保持率。鈉離子電池能量密度指標(biāo)已具備經(jīng)濟(jì)性。中科海納、寧德時(shí)代等龍頭研發(fā)的鈉離子電池能量密度已經(jīng)達(dá)到140-160Wh/kg水平。相較而言,磷酸鐵鋰電芯單體的能量密度在180Wh/kg左右。鈉離子電池的能量密度接近磷酸鐵鋰水平,在對(duì)質(zhì)量和能量密度不十分敏感的儲(chǔ)能、低速車、兩輪車等領(lǐng)域已經(jīng)能夠滿足要求?!垛c離子電池工作原理及關(guān)鍵電極材料研究進(jìn)展》,圖1:鈉離子電池是一種搖椅式二級(jí)電池 圖2:鈉離子電池具備更優(yōu)的安全性、放電性和工作溫度區(qū)間三元鋰電池 磷酸鐵鋰電池 鈉離子電池(現(xiàn)狀水平)質(zhì)量能量密度放電性能 體積能量密度·成本下降空間大,具備更高經(jīng)濟(jì)性與鋰電池生產(chǎn)流程相似,可共用產(chǎn)線鈉電池和鋰電池均為搖椅式二次電池,并且兩者在化學(xué)反應(yīng)中具有相似的性質(zhì)。結(jié)構(gòu)的高度相似決定了兩者的生產(chǎn)流程和產(chǎn)線接近,未來(lái)可共用產(chǎn)線,降低產(chǎn)線建設(shè)成本。鈉資源儲(chǔ)備豐富,正極上游材料價(jià)格低廉且穩(wěn)定相比鋰資源,鈉資源非常豐富,地殼中鈉是鋰的423倍。鈉資源更高的豐度保證了正極材料上游原材料價(jià)格的低廉。目前碳酸鈉價(jià)格在0.3萬(wàn)元/噸左右,顯著低于目前的碳酸鋰的價(jià)格(50萬(wàn)元/噸左右)。鈉離子電池正負(fù)極集流體均可使用價(jià)格便宜的鋁箔相較于鋰元素,鈉離子和鋁在低電位下不易發(fā)生合金化反應(yīng)。這使得鈉離子電池的負(fù)極集流體可替換為成本更具有優(yōu)勢(shì)的鋁箔(當(dāng)前鋁價(jià)1.8萬(wàn)元/噸、銅價(jià)6.3元/噸)。圖3

:鈉電池正極、集流體成本優(yōu)勢(shì)顯著32%43%4%13%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%正極 負(fù)極 電解液《鈉離子科學(xué)與技術(shù)》,鋰離子電池(LFP)隔膜 集流體 其它裝配物料1.2·目錄Contents1鈉電池與鋰電池同源,具備性能和成本優(yōu)勢(shì)2應(yīng)用場(chǎng)景成熟及鈉電池技術(shù)突破,鈉電池發(fā)展到達(dá)0-1關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)3產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)加速落地,重視中長(zhǎng)期趨勢(shì)性機(jī)會(huì)4多場(chǎng)景發(fā)力:儲(chǔ)能+兩輪車+動(dòng)力,推動(dòng)電池空間第三次躍遷(再次十倍級(jí)別增長(zhǎng))5風(fēng)險(xiǎn)提示·2.1 十年積累,應(yīng)用場(chǎng)景成熟及主材技術(shù)突破,到達(dá)0-1關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)研發(fā)史復(fù)盤(pán):能量密度低未受重視,

2022年是鈉電池產(chǎn)業(yè)化0-1質(zhì)變的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。鈉離子電池的研究工作在20世紀(jì)70-80年代和鋰離子電池同時(shí)期萌芽。但負(fù)極材料嵌鈉能力較弱、鈉電池能量密度較低成為鈉離子電池商業(yè)化的瓶頸。從研究論文上看,2010年以后文獻(xiàn)數(shù)量近似于鋰離子電池在1995年前的狀態(tài)。2020年以后受鋰資源的供需緊張刺激以及儲(chǔ)能發(fā)展的帶動(dòng),憑借成本優(yōu)勢(shì)重視度不斷提升,疊加技術(shù)不斷創(chuàng)新,國(guó)內(nèi)外各企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行GWh級(jí)產(chǎn)能規(guī)劃,預(yù)計(jì)規(guī)劃產(chǎn)能將集中在2023-2024年投產(chǎn)。0102060504030708001002006005004003007008001980s 2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

201920202021202320242025

20262010年以后,二次電池需求擴(kuò)大,鈉電池重回研究熱點(diǎn)關(guān)注范圍。十年積累,關(guān)鍵技術(shù)逐漸突破。高鋰價(jià)刺激替代方案需求;儲(chǔ)能關(guān)鍵場(chǎng)景爆發(fā)。需求拉力+技術(shù)推力結(jié)合,2022成為鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化0-1的關(guān)鍵點(diǎn)。預(yù)測(cè):儲(chǔ)能、兩輪車、動(dòng)力等關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景空間潛力大,鈉離子電池憑借成本優(yōu)勢(shì)快速找到市場(chǎng)切入點(diǎn)。數(shù)據(jù)來(lái)源:CNKI、

CNKI新發(fā)表文獻(xiàn):“鈉離子”2022鈉離子電池的研究工作在20世紀(jì)70-80年代和鋰離子電池同時(shí)期萌芽。但負(fù)極材料嵌鈉能力較弱,和能量密度較低成為鈉離子電池商業(yè)化的瓶頸。便攜式電子產(chǎn)品爆發(fā),1990年代起鋰電池率先找到應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)跑,鈉電池被“雪藏”。圖4:鈉電池逐漸受到重視,從零到一征程開(kāi)啟(右軸)需(求左預(yù)軸測(cè))(GWh)·2022/7/14《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于印發(fā)2022年第二批行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和外文版項(xiàng)目計(jì)劃的通知》2022/6/1國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局等9部門聯(lián)合印發(fā)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》2022/4/2國(guó)家能源局和科學(xué)技術(shù)部印發(fā)《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》2022/3/22發(fā)改委、能源局印發(fā)的關(guān)于《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》計(jì)劃表中指出推薦制定基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化鈉離子電池符號(hào),命名,術(shù)語(yǔ)以及詞匯,項(xiàng)目周期為24個(gè)月。加強(qiáng)可再生能源前沿技術(shù)和核心技術(shù)裝備攻關(guān)。加強(qiáng)前瞻性研究,加快可再生能源前沿性、顛覆性開(kāi)發(fā)利用技術(shù)攻關(guān)。˙重點(diǎn)開(kāi)展…,研發(fā)儲(chǔ)備、液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)。

推進(jìn)大容量風(fēng)電機(jī)組創(chuàng)新突破在儲(chǔ)能技術(shù)方面,研發(fā)長(zhǎng)壽命、低成本、高安全……等研究,研發(fā)、液態(tài)金屬電池、鈉硫電池、固態(tài)鋰離子電池、儲(chǔ)能型鋰硫電池、水系電池等新一代高性能儲(chǔ)能技術(shù)開(kāi)展、新型鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池、壓縮空氣、氫(氨)儲(chǔ)能、熱(冷)儲(chǔ)能等關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備和集成優(yōu)化設(shè)計(jì)研究;集中攻關(guān)……新一代高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)。資料來(lái)源:工信部官網(wǎng)、國(guó)家發(fā)改委官網(wǎng)、國(guó)家能源局官網(wǎng),2.2 驅(qū)動(dòng)因素:電動(dòng)車爆發(fā)推動(dòng)鋰價(jià)飆漲,鈉電池低成本受到關(guān)注電動(dòng)車的快速滲透對(duì)上游鋰材料價(jià)格產(chǎn)生了顯著的拉動(dòng)作用,構(gòu)成鈉離子歷史機(jī)遇的第一個(gè)推手。根據(jù)國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì),全球純電小汽車滲透率從2016年的0.87%快速提升至2021年的8.7%。過(guò)去五年,全球純電小汽車滲透率增長(zhǎng)9倍,這導(dǎo)致上游電池鋰鹽的需求快速增長(zhǎng);并且受到全球疫情對(duì)于供應(yīng)鏈的打擊,以及各國(guó)對(duì)于稀有金屬鋰的管控,鋰資源擴(kuò)產(chǎn)周期大幅長(zhǎng)于下游擴(kuò)產(chǎn)速度,鋰鹽價(jià)格上漲顯著。截至2022年9月29日,碳酸鋰/氫氧化鋰價(jià)格分別較2022年年初上漲80.41%/117.67%。鋰的供需緊張刺激新電池方案,具備成本優(yōu)勢(shì)的鈉離子電池得到較好的發(fā)展契機(jī)。從中長(zhǎng)期來(lái)看,鋰資源供需錯(cuò)配和鋰價(jià)高漲仍有維持的可能。更多的資本和企業(yè)開(kāi)始重視或者布局對(duì)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈,以尋求鋰之外的另一穩(wěn)定高效的能源來(lái)源;同時(shí)國(guó)家在政策層面明確鼓勵(lì)發(fā)展鈉電池,鈉電池在新技術(shù)中順位優(yōu)先。表1:鈉電池發(fā)展受政策支持政策時(shí)間 政策名稱 政策內(nèi)容·圖5:2011-2021中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)量快速增長(zhǎng)圖6:中國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量占比持續(xù)提升鈉離子電池高度匹配儲(chǔ)能需求,成本優(yōu)勢(shì)使其有望顯著改善大儲(chǔ)能的收益率,并在大儲(chǔ)能領(lǐng)域快速滲透。電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)具有高轉(zhuǎn)化效率、組裝靈活、成本下降迅速等優(yōu)點(diǎn)。在海外市場(chǎng),分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)初步具備商業(yè)化應(yīng)用的條件。在大規(guī)模的電力儲(chǔ)能應(yīng)用方面,目前電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)還需要滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和成本要求。其中,高安全性、低成本、長(zhǎng)壽命、環(huán)保是全球儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的核心目標(biāo)。CNESA600%500%400%300%200%100%0%-100%-200%0500100015002000250030002011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021CNESA,75%80%85%90%95%100%2016202020212017抽水儲(chǔ)能2018 2019電化學(xué)儲(chǔ)能 其他CNESA,2.3 驅(qū)動(dòng)因素:性能特性和儲(chǔ)能適配,顯著提升大儲(chǔ)收益率市場(chǎng)快速響應(yīng)頂層規(guī)劃+清潔能源剛性需求,儲(chǔ)能規(guī)模有望快速放大。2022年6月,伴隨《南方區(qū)域新型儲(chǔ)能并網(wǎng)與輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》等對(duì)《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》頂層規(guī)劃的落實(shí),風(fēng)光發(fā)電的進(jìn)一步持續(xù)成長(zhǎng)和儲(chǔ)能的配套滲透率提升已是明確的趨勢(shì)。新增裝機(jī)規(guī)模(MW)(左軸) 新增裝機(jī)增速(右軸)·目錄Contents1鈉電池與鋰電池同源,具備性能和成本優(yōu)勢(shì)2應(yīng)用場(chǎng)景成熟及鈉電池技術(shù)突破,鈉電池發(fā)展到達(dá)0-1關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)3產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)加速落地,重視中長(zhǎng)期趨勢(shì)性機(jī)會(huì)4多場(chǎng)景發(fā)力:儲(chǔ)能+兩輪車+動(dòng)力,推動(dòng)電池空間第三次躍遷(再次十倍級(jí)別增長(zhǎng))5風(fēng)險(xiǎn)提示·01000020000300004000050000600007000080000010000200003000040000500006000070000800009000010000020202050鈉電池推動(dòng)實(shí)現(xiàn)電池空間第三次躍遷,有望迎來(lái)十萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)3.1CNESA,萬(wàn)億級(jí):動(dòng)力電池市場(chǎng)十萬(wàn)億級(jí):儲(chǔ)能電池市場(chǎng)千億級(jí):消費(fèi)電池市場(chǎng)2016 2017 2018 2019儲(chǔ)能電池需求(億元)(左軸)電池空間三次躍遷:消費(fèi)電池百億級(jí)→

動(dòng)力電池萬(wàn)億級(jí)→

儲(chǔ)能電池十萬(wàn)億級(jí);鈉電池有望在儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展中發(fā)揮核心作用。圖7:未來(lái)儲(chǔ)能電池市場(chǎng)有望達(dá)到十萬(wàn)億級(jí)2021 2022 2023消費(fèi)電池需求(億元)(右軸)2024 2025 2030動(dòng)力電池需求(億元)(右軸)·應(yīng)用場(chǎng)景:新能源配儲(chǔ)是未來(lái)趨勢(shì),鈉電池特性與儲(chǔ)能場(chǎng)景需求高度貼合全球范圍內(nèi)可再生能源戰(zhàn)略地位提高,不斷提升儲(chǔ)能潛在市場(chǎng)。2021年COP26全球氣候峰會(huì)舉行,碳中和成為全球目標(biāo),可再生能源戰(zhàn)略地位提高。由于風(fēng)光發(fā)電的輸出功率具有時(shí)間上的不確定性,以可再生能源為主的能源遠(yuǎn)景必須依靠?jī)?chǔ)能來(lái)完成發(fā)電與用電的匹配。我們預(yù)計(jì)到2025年全球儲(chǔ)能的潛在市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超過(guò)300GWh。隨著新能源發(fā)電占比持續(xù)提升,儲(chǔ)能發(fā)展的迫切性同步提升。2021年中國(guó)的可再生能源占比已經(jīng)達(dá)到14%,以風(fēng)力和光伏發(fā)電為主。在當(dāng)前新能源發(fā)電占比顯著提升的情況下,可再生能源的消納問(wèn)題凸顯,需要儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展。發(fā)電測(cè)和電網(wǎng)側(cè)對(duì)儲(chǔ)能的關(guān)注點(diǎn)主要在于經(jīng)濟(jì)性、安全性和壽命,能量密度的優(yōu)先級(jí)較低。鈉離子電池的特性與儲(chǔ)能場(chǎng)景要求高度貼合,未來(lái)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展空間將隨著技術(shù)進(jìn)步不斷擴(kuò)大。圖8:全球電化學(xué)儲(chǔ)能新增裝機(jī)統(tǒng)計(jì)(MW)圖9:全球電化學(xué)儲(chǔ)能需求測(cè)算(GWh)CNESA,800%700%600%500%400%300%200%100%0%-100%02000400060008000100001200020160%50%100%150%200%-5030025020015010035020212022E2023E2024E2025E戶用儲(chǔ)能發(fā)電側(cè) 調(diào)峰調(diào)頻CNESA,IERNA,IHS

Markit,3.22020 2021新增裝機(jī)增速(右軸)需求增長(zhǎng)率YOY(右軸)2017 2018 2019新增裝機(jī)規(guī)模(MW)(左軸)·應(yīng)用場(chǎng)景:兩輪電動(dòng)車,成本優(yōu)勢(shì)快速替換鉛酸電池資料來(lái)源:《中國(guó)電動(dòng)兩輪車行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》,太平洋研究院整理圖10:鋰電池在兩輪車市場(chǎng)滲透速度放緩鉛酸電池被替代成趨勢(shì),但鋰電池的高價(jià)使其滲透率提升大幅減緩,未來(lái)鈉離子電池滲透率有望快速提升。兩輪電動(dòng)車市場(chǎng)面向中低消費(fèi)人群,對(duì)價(jià)格十分敏感。鋰離子電池原材料價(jià)格大幅上漲,鋰電池競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)銳減,而鈉離子電池是鉛酸電池更好的替代品。鈉離子電池具有低成本、安全性強(qiáng)等特性,且鈉離子電池在低溫下的容積保持率高,可在低至-40℃下工作。未來(lái)鈉離子電池在電動(dòng)兩輪車市場(chǎng)上前景廣闊。量密度電池類型 /(W·h/kg)(W·h

/L)質(zhì)量能

體積能量

單位能成本/(元/W·h

)/(V)在-率/%密度/ 量原料

循環(huán)壽

平均工

20℃容

耐過(guò)放命/(次)

作電壓

量保持 電安全性環(huán)保特性鉛酸電池 30~50 60~100 0.4300~5002<60 差優(yōu)差(銅基氧化

100~15

180~280物/煤基碳體 0系0.29>20003.2>88可放電至0V優(yōu)優(yōu)3.3表2:鈉電池綜合性能顯著優(yōu)于鉛酸電池100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%0246810121420202021鋰電池出貨增速YOY(右軸)2018 2019兩輪車鋰電出貨量/GWh(左軸)

《鈉離子電池:從基礎(chǔ)研究到工程化探索》,太平洋研究院整理·關(guān)鍵場(chǎng)景:儲(chǔ)能尤其是表前側(cè)儲(chǔ)能重要假設(shè):1)表前側(cè)儲(chǔ)能和用戶側(cè)儲(chǔ)能市場(chǎng)景氣度快速提升,預(yù)計(jì)到2025年儲(chǔ)能市場(chǎng)新增裝機(jī)量將超過(guò)300GWh。2)2025年鈉離子電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)滲透率達(dá)到13%。關(guān)鍵場(chǎng)景:電動(dòng)兩輪車重要假設(shè):1)兩輪車整體進(jìn)入存量市場(chǎng),需求量增速7-9%,2023-2024年受新國(guó)標(biāo)推進(jìn)延遲增速補(bǔ)償2%;2)鋰電池滲透率受鋰電價(jià)格影響,處于微增水平;3)鈉離子的滲透率復(fù)合增速40%,對(duì)應(yīng)0.5-0.7元的電池價(jià)格,參考2018-2020年鋰離子電池0.6元/Wh的均價(jià)水平對(duì)滲透率的驅(qū)動(dòng)。年度2023E2024E2025E2026E動(dòng)力需求/GWh1.394.058.6916.46儲(chǔ)能需求/GWh6.0219.8846.7791.63兩輪車需求/GWh7.7411.9118.1425.38鈉離子電池總需求/GWh15.1635.8473.60133.47鈉離子電池復(fù)合滲透率/%1.73%2.78%3.94%4.95%表3:鈉離子電池需求主要集中在儲(chǔ)能、兩輪車和低速動(dòng)力車等場(chǎng)景資料來(lái)源:《中國(guó)電動(dòng)兩輪車行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》,CNESA,IRENA,太平洋研究院整理3.4 應(yīng)用場(chǎng)景:鈉電池有望最先在儲(chǔ)能和兩輪車領(lǐng)域滲透應(yīng)用場(chǎng)景上,首先開(kāi)始滲透的是儲(chǔ)能和兩輪車·乘用車市場(chǎng):主要應(yīng)用于A0/A00級(jí)別電動(dòng)車。此類電動(dòng)車?yán)锍桃筝^低,對(duì)電池能量密度要求較低;一般使用家用充電樁即可完成充電,充電便捷性高。但由于近兩年此類車型受到法規(guī)限制和新能源上牌政策不穩(wěn)定影響,市場(chǎng)總量前景仍不明朗。商用車市場(chǎng):主要看好鈉電池對(duì)物流車、公交車場(chǎng)景的滲透。公交車營(yíng)運(yùn)線路固定、路線長(zhǎng)度較短,對(duì)配電量要求較低;同時(shí)統(tǒng)一配置充電較便利和高效。物流車、叉車等使用場(chǎng)所單次充電里程要求較低,速度需求低,綜合對(duì)電池能量密度要求不高;且同樣適合集中配置充電設(shè)施。3.5 應(yīng)用場(chǎng)景:在新能源汽車方面,鈉電池有望在低速乘用車、物流車、公交等細(xì)分領(lǐng)域突破新能源汽車場(chǎng)景:鈉電池的滲透機(jī)會(huì)優(yōu)先存在于乘用車中的低速車和商用車中的物流車、公交,其主要特點(diǎn)是對(duì)續(xù)航要求較低,而對(duì)充電需求相對(duì)較高?!る妱?dòng)車需求儲(chǔ)能需求兩輪車需求圖

11:全球鈉離子電池需求有望快速增長(zhǎng) 圖

12:未來(lái)儲(chǔ)能市場(chǎng)有望成為對(duì)鈉電池需求最大的市場(chǎng)資料來(lái)源:《中國(guó)電動(dòng)兩輪車行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)》,CNESA,IRENA,太平洋研究院整理3.6 市場(chǎng)需求預(yù)測(cè):鈉離子電池市場(chǎng)空間和需求量將不斷釋放未來(lái)鈉離子電池發(fā)展?jié)摿⒅鸩斤@現(xiàn)。我們預(yù)測(cè),2023-2025年期間,隨著各大廠商的鈉電池技術(shù)的逐步突破,第一批鈉離子電池產(chǎn)能逐漸投放。需求端市場(chǎng)處于驗(yàn)證鈉離子電池產(chǎn)品階段;供給端隨著商業(yè)化達(dá)產(chǎn),產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)不斷推進(jìn),規(guī)模效應(yīng)將逐漸顯現(xiàn)。我們預(yù)計(jì)到2026年,全球鈉離子電池需求將超過(guò)130GWh,在各應(yīng)用場(chǎng)景中綜合滲透率達(dá)到5%。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,未來(lái)儲(chǔ)能市場(chǎng)有望成為對(duì)鈉電池需求最大的市場(chǎng)。我們預(yù)計(jì)2026年儲(chǔ)能對(duì)鈉電池的需求量將超過(guò)90GWh,占鈉離子電池市場(chǎng)總體規(guī)模的70%左右。6%5%4%3%2%1%0%1401201008060402002025E 2026E2023E 2024E儲(chǔ)能新增需求(GWh)(左軸)兩輪車電池需求(GWh)(左軸)儲(chǔ)能電池需求(GWh)(左軸)滲透率(右軸)·目錄Contents1鈉電池與鋰電池同源,具備性能和成本優(yōu)勢(shì)2應(yīng)用場(chǎng)景成熟及鈉電池技術(shù)突破,鈉電池發(fā)展到達(dá)0-1關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)3產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)加速落地,重視中長(zhǎng)期趨勢(shì)性機(jī)會(huì)4多場(chǎng)景發(fā)力:儲(chǔ)能+兩輪車+動(dòng)力,推動(dòng)電池空間第三次躍遷(再次十倍級(jí)別增長(zhǎng))5風(fēng)險(xiǎn)提示·鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能加速建設(shè),從0到1真正開(kāi)啟CNKI,中科海納前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,太平洋研究院整理圖13

:鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈中正極、負(fù)極、電解液環(huán)節(jié)與鋰電池差異較大中游電池方面,主要玩家包括鋰電龍頭(如寧德時(shí)代、鵬輝能源)、具有研究機(jī)構(gòu)背景的創(chuàng)新型企業(yè)(如中科海鈉-中科院、鈉創(chuàng)新能源-上海交大),以及新興企業(yè)(如傳藝科技、維科技術(shù))等。電池材料方面,正極、負(fù)極和電解液為重點(diǎn)布局環(huán)節(jié)。鈉電池正極、負(fù)極和電解液與鋰電池差異較大,具有更高的技術(shù)壁壘(隔膜環(huán)節(jié)與鋰離子電池差異較?。D

14:鈉離子電池生產(chǎn)成本中材料成本占60%左右原材料,60%人工,

14%質(zhì)量/環(huán)境,2%設(shè)備,

13%管理費(fèi)用,2%能源消耗,9%原材料 人工 質(zhì)量/環(huán)境 設(shè)備 管理費(fèi)用 能源消耗《鈉離子電池科學(xué)與技術(shù)》,太平洋研究院整理4.1·電池企業(yè)集中發(fā)力,GWh級(jí)產(chǎn)能有望2022年內(nèi)落地資料來(lái)源:寧德時(shí)代鈉離子電池發(fā)布會(huì)、中科海納官網(wǎng),公司公告,4.2以寧德時(shí)代為代表的鋰電池龍頭、以中科海納為代表的科研創(chuàng)新公司和以傳藝科技為代表的新興企業(yè)都在加速進(jìn)行鈉離子的技術(shù)、生產(chǎn)驗(yàn)證和投產(chǎn)。目前中科海納與華陽(yáng)股份投產(chǎn)速度領(lǐng)先,合作的1GWh電芯產(chǎn)線已于9月30日正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。表4:國(guó)內(nèi)企業(yè)鈉離子電池布局加速,

GWh級(jí)產(chǎn)能已于2022年9月投產(chǎn)電池廠 技術(shù)路線 未來(lái)產(chǎn)能規(guī)劃產(chǎn)品性能上游布局能量密度 循環(huán)壽命(次) 自產(chǎn)外購(gòu)(供應(yīng)商)鋰電企業(yè)寧德時(shí)代層狀氧化物+硬碳普魯士白+硬碳2023計(jì)劃量產(chǎn)160Wh/kg 3000 -正極-容百科技、振華新材電解液-多氟多、天賜負(fù)極-貝特瑞、佰思格、杉杉股份鵬輝能源聚陰離子+硬碳層狀氧化物+硬碳客戶送樣,小批量生產(chǎn) 100

Wh/kg聚陰離子-3500普魯士白-1000酸鈉鹽電解液-高氯

正極-翔鷹,恩耐吉,瑞典ATRIS負(fù)極-佰思格多氟多層狀氧化物+硬碳2023年底建成1GWh130-140Wh/kg接近三元電池電解液新興企業(yè)傳藝科技層狀氧化物+硬碳聚陰離子+硬碳2023年投產(chǎn)2GWh共規(guī)劃10GWh145Wh/kg4000正極,負(fù)極,維科技術(shù)2023年投產(chǎn)2GWh--負(fù)極正極-鈉創(chuàng)電解液-鈉創(chuàng)華陽(yáng)股份華陽(yáng)股份與中科海納合作、1GWh電芯產(chǎn)能已投產(chǎn)145Wh/kg4500負(fù)極-軟碳電解液-多氟多中科海納中科海納與三峽能源合作、1GWh電池產(chǎn)能已建成正極負(fù)極-華陽(yáng)股份電解液-多氟多眾鈉能源硫酸鐵鈉+硬碳2022年4月成功完成中試試驗(yàn)、能耗約為常規(guī)工藝的1/3120-160Wh/kg2000-10000--立方新能源 層狀氧化物+硬碳2022年4月發(fā)布新一代鈉離子電池,預(yù)計(jì)2023年大規(guī)模量產(chǎn)140Wh/kg2000-正級(jí)-振華新材負(fù)極,電解液性能突出,供應(yīng)商豐富,已有鋰電池產(chǎn)線,具備規(guī)模優(yōu)勢(shì)層狀氧化物-2000正極,負(fù)極,已具備六氟磷酸鈉產(chǎn)能,核心原材料自產(chǎn)鐵酸鈉基層狀氧化物+硬碳建設(shè)進(jìn)度領(lǐng)先軟碳成本低層狀氧化物+軟碳能量密度、循環(huán)次數(shù)突出電解液 核心原材料自產(chǎn)·鈉電池正極與鋰電池區(qū)別最為顯著,三種技術(shù)路線同時(shí)推進(jìn)4.3目前鈉離子電池正極材料以三種類型為主:過(guò)渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)類化合物和聚陰離子化合物。不同正極材料對(duì)應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)性質(zhì),從而具備不同的能量密度、倍率性能、循環(huán)壽命和安全性能等。當(dāng)前各公司在正極技術(shù)路線的選擇上差異化較大,不同路線的競(jìng)爭(zhēng)仍將持續(xù)。表5:普魯士系列成本較低、聚陰離子循環(huán)壽命較高、層狀氧化物能量密度較高項(xiàng)目普魯士系列(藍(lán)/白)磷酸鹽(聚陰離子)系列層狀氧化物類材料名稱亞鐵氰化鈉改性磷酸釩鈉、氟代磷酸釩鈉、焦磷酸鐵鈉、硫酸鐵鈉銅鐵錳酸鈉、鎳鐵錳酸鈉分子式NaxMnFe(CN)6、Na2Mn[Mn(CN)6]Na3V2(P04)3、Na3V2(PO4)2F3、Na2Fe(P207)、Na2Fe2(SO4)3Na0.9[Cu0.22Fe0.3Mn0.45102、NaNil/3Fel/3Mn1/302工作電壓放電比容量壓實(shí)密度3.1-3.4V70-160Ah/g1.3-1.63.1-3.7V160-110Ah/g18.-2.42.8-3.3V100-140Ah/g3.0-3.4循環(huán)壽命一般較好一般熱穩(wěn)定性好好一般安全性低(熱失控產(chǎn)生有害氣體)低(熱失控產(chǎn)生有害氣體)好空氣穩(wěn)定性好很好一般成本低一般一般能量密度低低較好公司公告,太平洋研究院整理·鈉電池正極與鋰電池區(qū)別最為顯著,三種技術(shù)路線同時(shí)推進(jìn)《鈉離子電池層狀氧化物正極材料研究進(jìn)展》,4.3過(guò)渡金屬氧化物——能量密度和循環(huán)壽命綜合最優(yōu),商業(yè)化落地最快過(guò)渡金屬氧化物可分為層狀和隧道狀金屬氧化物,其中層狀氧化物的結(jié)構(gòu)具備更良好的離子通道,成熟度高。鈉離子電池層狀正極的基材選擇常用NaFeO2,NaMnO2

等,自然儲(chǔ)量更豐富,能量密度更高。其工藝與鋰離子電池相似,因此具備較高的工業(yè)化可行性。目前層狀氧化物正極是研究最廣泛,最接近商業(yè)化的正極線路,寧德時(shí)代、中科海納、傳藝科技等公司均采用層狀氧化物路線。圖15:層狀氧化物結(jié)構(gòu)具備更良好的離子通道 圖16:層狀氧化物正極材料能量密度,工業(yè)化可行性較高穩(wěn)定性成本循環(huán)壽命性能(如首周庫(kù)倫效率)能量密度工業(yè)化可行性資料來(lái)源:《Sodium-Ion

Batteries:

From

Academic

Research

toPractical

Commercialization》·4.3《鈉離子電池正極材料研究進(jìn)展》、太平洋研究院整理普魯士藍(lán)類化合物——理論性能優(yōu)秀,實(shí)際性能有待改進(jìn)普魯士藍(lán)化合物由于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、前驅(qū)體價(jià)格低廉、簡(jiǎn)單易制,擁有較大的發(fā)展?jié)摿?。其具有?dú)特的開(kāi)放框架和三維大孔道結(jié)構(gòu),便于鈉離子的儲(chǔ)存、遷移,具有有較高的工作電勢(shì),且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、合成簡(jiǎn)便、成本低廉,理論上普魯士藍(lán)綜合性能優(yōu)秀,成本更低。但在實(shí)際合成中會(huì)產(chǎn)生許多結(jié)晶水及Fe(CN)6空位缺陷,結(jié)晶水容易占據(jù)儲(chǔ)鈉位點(diǎn)及鈉離子的脫嵌通道,影響材料的首效和容量;

Fe(CN)6

空位缺陷還會(huì)導(dǎo)致材料在充放電過(guò)程中發(fā)生結(jié)構(gòu)坍塌,影響材料的循環(huán)穩(wěn)定性。目前結(jié)晶水問(wèn)題是技術(shù)廣泛應(yīng)用的掣肘,采取該路線的企業(yè)有寧德時(shí)代、星空鈉電、美聯(lián)新材、容百科技等。圖17:晶格缺陷和結(jié)晶水的存在會(huì)對(duì)普魯士藍(lán)類化合物性能產(chǎn)生 圖18:普魯士藍(lán)正極材料綜合性能優(yōu)秀,生產(chǎn)成本較低不利影響穩(wěn)定性成本循環(huán)壽命性能(如首周庫(kù)倫效率)能量密度工業(yè)化可行性《Sodium-Ion

Batteries:

From

Academic

Research

toPractical

Commercialization》鈉電池正極與鋰電池區(qū)別最為顯著,三種技術(shù)路線同時(shí)推進(jìn)·聚陰離子型——循環(huán)性能占優(yōu),造價(jià)低廉,能量密度偏低聚陰離子類正極材料具有三維框架結(jié)構(gòu),相比一維離子通道的結(jié)構(gòu)有更好的鈉離子擴(kuò)散能力,且其結(jié)構(gòu)單元由很強(qiáng)的共價(jià)鍵緊密連接,因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性良好,在電池的循環(huán)壽命和安全性能方面具備優(yōu)勢(shì),但同時(shí)其電子電導(dǎo)率較低,在高倍率下的充放電性能受限。目前通過(guò)中試的聚陰離子結(jié)構(gòu)電池循環(huán)性能為優(yōu)異。鵬輝能源等公司選擇本技術(shù)路線,重點(diǎn)配合儲(chǔ)能應(yīng)用對(duì)循環(huán)性能的要求。圖20:聚陰離子循環(huán)壽命和穩(wěn)定性較好,但能量密度較低4.3穩(wěn)定性成本循環(huán)壽命性能(如首周庫(kù)倫效率)能量密度工業(yè)化可行性《Sodium-Ion

Batteries:

From

Academic

Research

toPractical

Commercialization》《Sodium-Ion

Batteries:

From

Academic

Research

toPractical

Commercialization》圖19:聚陰離子類正極材料具有三維框架結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)單元穩(wěn)定4.3鈉電池正極與鋰電池區(qū)別最為顯著,三種技術(shù)路線同時(shí)推進(jìn)·4.3核心優(yōu)勢(shì)總結(jié)產(chǎn)品性能能量密度 循環(huán)壽命首效振華新材層狀氧化物-已開(kāi)始送樣并實(shí)現(xiàn)噸級(jí)銷售-大單晶技術(shù)體系150-160Wh/kg4000+(常溫)87-88技術(shù)領(lǐng)先,綁定優(yōu)質(zhì)客戶,產(chǎn)品性能指標(biāo)領(lǐng)先美聯(lián)新材+七彩化學(xué)普魯士藍(lán)(白)-18萬(wàn)噸,2023年投氰化鈉技術(shù)優(yōu)產(chǎn)1萬(wàn)噸 勢(shì)---有稀缺牌照和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)鈉創(chuàng)科技層狀氧化物技術(shù)來(lái)自上海交大已在20多家電池廠進(jìn)行驗(yàn)證3000噸預(yù)計(jì)Q4投產(chǎn)專利布局領(lǐng)先---專利數(shù)量多、合作方多容百科技普魯士藍(lán)(白)層狀氧化物-噸級(jí)訂單--60-200Wh/Kg-鈉電技術(shù)沉淀多年、層狀- 氧化物進(jìn)展領(lǐng)先、綁定優(yōu)質(zhì)客戶華鈉銅能層狀氧化物技術(shù)源自中科院物理所試生產(chǎn)4000噸-技術(shù)領(lǐng)先傳藝科技層狀氧化物聚陰離子-進(jìn)入中試線2GWh電池配套正極產(chǎn)線-140Wh/kg4000--目前在主要鈉電正極材料廠商中,三種技術(shù)路線均有推進(jìn)。各公司產(chǎn)能規(guī)劃中,層狀氧化物規(guī)劃產(chǎn)能最多,預(yù)計(jì)商業(yè)化量產(chǎn)最快;普魯士類及聚陰離子目前由于性能、環(huán)保等問(wèn)題發(fā)展受限。表6:三種鈉電正極材料技術(shù)路線均有推進(jìn),其中層狀氧化物規(guī)劃產(chǎn)能最多技術(shù)路線

研發(fā)團(tuán)隊(duì)

量產(chǎn)進(jìn)度

產(chǎn)能規(guī)劃

技術(shù)儲(chǔ)備資料來(lái)源:公司公告,太平洋研究院整理鈉電池正極與鋰電池區(qū)別最為顯著,三種技術(shù)路線同時(shí)推進(jìn)·4.4 負(fù)極材料廣泛采用無(wú)定型碳,以硬碳路線為主負(fù)極材料主要包括碳基材料(石墨、無(wú)定形碳、納米碳等)和非碳基材料(硅基、鈦基、鋰金屬等)。碳基材料由于資源豐富、價(jià)格低廉、環(huán)境友好,被視為最具發(fā)展?jié)摿Φ拟c離子電池負(fù)極材料。碳基材料中,石墨作為己實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的鋰離子電池負(fù)極材料具備先發(fā)優(yōu)勢(shì),但鈉離子難以嵌入石墨層間,難與碳形成穩(wěn)定的插層化合物。納米碳材料主要包括石墨烯和碳納米管等,主要依靠表面吸附儲(chǔ)鈉,可快速充放電,但是首周庫(kù)侖效率低和循環(huán)性能差等問(wèn)題限制其實(shí)際應(yīng)用發(fā)展。而無(wú)序度較大的無(wú)定形碳材料具有較高的儲(chǔ)鈉比容量、較低的儲(chǔ)鈉電位和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,是最有前景的鈉離子電池負(fù)極材料?!朵囯x子電池科學(xué)與技術(shù)》、太平洋研究院整理《高性能低成本鈉離子電池電極材料研究進(jìn)展》、圖21:碳基材料電壓及比容量較高表7:碳基材料價(jià)格低廉、環(huán)境友好、產(chǎn)業(yè)化難度較低技術(shù)路線技術(shù)參數(shù)碳基負(fù)極鈦基負(fù)極合金負(fù)極儲(chǔ)鈉原理插層反應(yīng)插層反應(yīng)合金化反應(yīng)比容量(mAh/g)220~300<200>400工作電位(V)0.1~0.90.3~0.90.2~0.6成本低中高環(huán)境友好度高中低產(chǎn)業(yè)化難度低中高優(yōu)點(diǎn)軟碳成本低、硬資源豐富、晶體比容量高、工作碳儲(chǔ)鈉性能好 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 電壓低缺點(diǎn)軟碳儲(chǔ)鈉性能差比容量低、導(dǎo)電體積膨脹明顯,硬碳成本高 性差 循環(huán)性能差·《鈉離子電池硬碳基負(fù)極材料的研究進(jìn)展》、太平洋研究院整理4.4 負(fù)極材料廣泛采用無(wú)定型碳,以硬碳路線為主硬碳是指在2500℃以上難以石墨化的無(wú)定型碳,其在高溫下無(wú)序結(jié)構(gòu)難以消除。硬碳扭曲的碳層結(jié)構(gòu)增加了碳層之間的排斥力,從而使其具有更大的層間距、更多缺陷和納米孔,有利于鈉離子擴(kuò)散以及循環(huán)過(guò)程中結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;此外,碳化過(guò)程中較多的雜原子會(huì)在碳層中形成缺陷位點(diǎn),使硬碳展現(xiàn)出良好的儲(chǔ)鈉性能。但硬碳前驅(qū)體一般為生物質(zhì)或人工合成樹(shù)脂,產(chǎn)碳率低、一致性較低、成本較高,限制了硬碳的規(guī)?;l(fā)展。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)暫未實(shí)現(xiàn)硬碳的大規(guī)模量產(chǎn),但研發(fā)和產(chǎn)能規(guī)劃以硬碳為主。主材 公司技術(shù)路線未來(lái)產(chǎn)能規(guī)劃負(fù)極貝特瑞硬碳杉杉股份硬碳已批量供貨鵬輝(佰思格)硬碳傳藝科技硬碳4萬(wàn)噸2023年1月投產(chǎn)璞泰來(lái)硬碳加快研發(fā)可樂(lè)麗硬碳華陽(yáng)股份軟碳(無(wú)煙煤)試生產(chǎn),4000噸圖22:硬碳結(jié)構(gòu)示意圖,間隔大空隙多 表8:目前全球鈉電負(fù)極技術(shù)路線以硬碳為主資料來(lái)源:公司公告,太平洋研究院整理·《鋰離子電池納米結(jié)構(gòu)負(fù)極材料儲(chǔ)鋰性能研究》、《鈉離子電池科學(xué)與技術(shù)》、太平洋研究院整理圖23:軟碳結(jié)構(gòu)在高溫下可石墨化 圖24:無(wú)煙煤性價(jià)比較高《鈉離子電池科學(xué)與技術(shù)》、太平洋研究院整理4.4 負(fù)極材料廣泛采用無(wú)定型碳,以硬碳路線為主軟碳是指在2500℃以上的高溫下可石墨化的無(wú)定型碳,其無(wú)序結(jié)構(gòu)很容易被消除,具有結(jié)晶度高、電導(dǎo)率高、成本低等特點(diǎn)。

無(wú)煙煤、石油焦及煤瀝青是軟碳主要的前驅(qū)體原料,它們來(lái)源于礦物質(zhì),在工業(yè)界來(lái)源廣泛,產(chǎn)品一致性較好,成本低。目前中科海納團(tuán)隊(duì)通過(guò)裂解無(wú)煙煤得到的軟碳在1600℃以下仍具有較高的無(wú)序度,產(chǎn)碳率高達(dá)90%,儲(chǔ)鈉容量達(dá)到220mAh/g,循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)異且成本遠(yuǎn)低于硬碳材料。但由于軟碳缺乏雜原子,缺陷較少,且在一定熱處理下會(huì)產(chǎn)生類石墨結(jié)構(gòu)的片層,層間距較小,導(dǎo)致軟碳儲(chǔ)鈉能力較差。通過(guò)多孔化增加缺陷、軟硬碳復(fù)合為增加儲(chǔ)鈉容量的主要改良方法?!D25:NaPF6穩(wěn)定性較差,導(dǎo)電性較強(qiáng)4.5 電解液溶質(zhì)以六氟磷酸鈉為主,可共享鋰電產(chǎn)線量產(chǎn)難度低鈉鹽作為電解液的重要組成部分,是電解液中載流子的主要來(lái)源,能影響離子傳導(dǎo)效率、SEI膜的生成,目前滿足需求的鈉鹽主要為具有大半徑陰離子的鈉基化合物。六氟磷酸鈉與鋰離子電池電解液中廣泛使用的六氟磷酸鋰合成原理類似,可共享生產(chǎn)線,量產(chǎn)門檻、難度較小,且溶解度高、導(dǎo)電率好,與正極、碳基負(fù)極都有較佳的兼容性。但其化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性差,分解產(chǎn)物的堆積不利于鈉離子的傳導(dǎo),影響界面膜的生成,可加入適量FEC等添加劑提升電解液性能。目前布局六氟磷酸鈉的企業(yè)主要為鋰電池電解液龍頭。晶格能分解

電溫

導(dǎo)度

率StructureAdvancedScience《ElectrolyteSolvationDesign

for

Sodium

Ion

Batteries》、電池材料 公司 產(chǎn)能規(guī)劃電解液多氟多已有1000噸六氟磷酸鈉產(chǎn)能,規(guī)劃5000噸天賜材料1萬(wàn)噸六氟磷酸鈉,預(yù)計(jì)2024年投產(chǎn)永太科技利用現(xiàn)有車間進(jìn)行技術(shù)改造,100噸/年,建設(shè)期為2022年4月-12月鈉創(chuàng)2022年擬將完成3000噸正極材料和5000噸電解液的投產(chǎn)傳藝科技10萬(wàn)噸,一期5萬(wàn)噸,2023年3月投產(chǎn)中欣氟材1萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)2023年以后投產(chǎn)表9:目前六氟磷酸鈉布局主要以鋰電池電解液龍頭為主資料來(lái)源:公司公告,太平洋研究院整理·鋁箔換銅箔進(jìn)一步節(jié)省成本,隔膜通用性強(qiáng)鋁箔:負(fù)極換鋁箔將提升鈉電池安全性,進(jìn)一步降低成本更輕:鋁箔所做的集流器更輕,幫助降低電池重量;更安全:鈉電池負(fù)極用鋁箔時(shí)可在運(yùn)輸中可以實(shí)現(xiàn)0V運(yùn)輸(高電壓下鋁箔不易被氧化,不用擔(dān)心電壓低導(dǎo)致電池性能衰減、失效的問(wèn)題

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論