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鋰電池?zé)岫炔粶p

國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池龍頭寧德時(shí)代，最近動(dòng)作頻頻。

在中秋節(jié)前，寧德時(shí)代透露，明年將有一條鈉離子電池（下稱(chēng)鈉電池）產(chǎn)線(xiàn)投入生產(chǎn)。這意味著，寧德時(shí)代在開(kāi)發(fā)出適合的鈉電池正負(fù)極材料和電解液之后，再一次加速了鈉電池的產(chǎn)業(yè)化。

在此之前的7月29日，寧德時(shí)代才剛發(fā)布第一代鈉離子電池，并號(hào)召上下游共同開(kāi)發(fā)鈉電池，預(yù)計(jì)到2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)介紹，這款鈉電池電芯單體能量密度達(dá)到了160Wh/kg，已接近磷酸鐵鋰電池相關(guān)指標(biāo)。

寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森稱(chēng)，預(yù)計(jì)下一代鈉電池將突破200Wh/kg，這對(duì)于低端電動(dòng)車(chē)動(dòng)力市場(chǎng)來(lái)說(shuō)將是顛覆性的消息。以五菱宏光的Mini EV為例，電池包質(zhì)量一般，能量密度最高在100Wh/kg左右，一旦成本更低的鈉電池實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，就可以直接替代其所用的低性能碳酸鐵鋰電池。

市占率排名第一的寧德時(shí)代為什么選擇此時(shí)將鈉電池推至聚光燈下？原因是鋰電池太過(guò)火熱，而鈉電池與鋰電池又有極高的相似度，是鋰電池目前最理想的替代品。

鋰電池需求暴增，最直接的原因就是新能源汽車(chē)的崛起。采用動(dòng)力電池的新能源汽車(chē)，自2020年下半年開(kāi)始出貨量快速提升。根據(jù)EV volumes數(shù)據(jù)，2020年全球新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量為324萬(wàn)，而2019年同期為226萬(wàn)，同比增長(zhǎng)了43.36%。

寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群發(fā)布公司第一代鈉電池

在以動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的新能源車(chē)型（BEV）中，動(dòng)力電池成本占比將近40%。BEV出貨量大幅提升，直接推動(dòng)動(dòng)力電池市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。

據(jù)SNEResearch數(shù)據(jù)顯示，2020年以鋰動(dòng)力電池為主的全球車(chē)用動(dòng)力電池裝機(jī)量同比增長(zhǎng)17%，達(dá)到137GWh。寧德時(shí)代和LG新能源2020年出貨量分別為50GWh和48GWh，占據(jù)了全球電池市場(chǎng)的半數(shù)以上，逐漸呈現(xiàn)雙寡頭格局。在國(guó)內(nèi)，寧德時(shí)代以總裝機(jī)量31.79GWh無(wú)懸念?yuàn)Z冠，且大比分領(lǐng)先其他對(duì)手，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總裝機(jī)量的一半。

除了瘋狂的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，還有一個(gè)大市場(chǎng)也在爭(zhēng)奪鋰電池。

在2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和的目標(biāo)要求下，政府明確提出，要建立“以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，并點(diǎn)名風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電。但清潔能源有發(fā)電不穩(wěn)定的特點(diǎn)，想把這些清潔能源接入電網(wǎng)，需要調(diào)節(jié)和輔助手段才能支撐，儲(chǔ)能就是實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)的主要手段。

鈉電池成本優(yōu)勢(shì)明顯

除去抽水蓄能，在現(xiàn)有的新型儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能最為成熟，具備大規(guī)模應(yīng)用條件。2020年，中國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模35.6GW;其中，抽水蓄能規(guī)模最大，占比89%，累計(jì)裝機(jī)31.79GW;電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)為3.27GW，占比9.2%，其中鋰離子電池裝機(jī)占比超過(guò)75%以上，占主導(dǎo)地位。

儲(chǔ)能市場(chǎng)早已經(jīng)讓電池廠(chǎng)商嘗到甜頭。寧德時(shí)代半年報(bào)顯示，2021年上半年，儲(chǔ)能業(yè)務(wù)收入同比增長(zhǎng)7倍，在整體收入的占比升至10.6%;特斯拉也有太陽(yáng)能電池板和儲(chǔ)能業(yè)務(wù)，2021年第二季度，收入同比增長(zhǎng)超過(guò)60%。

鈉遜于鋰，為何吃香？

選擇鈉電池的另一個(gè)理由在于鈉離子本身的特性，以及鋰、鈉電池生產(chǎn)線(xiàn)易兼容的特性。

對(duì)于鋰電池和鈉電池的研究都是在20世紀(jì)70代石油危機(jī)之后開(kāi)始的，甚至鈉電池的研究還早于鋰電池十幾年。

在元素周期表中，鋰和鈉是距離最近的同主族元素，兩者的化學(xué)性質(zhì)也非常相似：扔到水里都會(huì)爆炸，也都能用來(lái)搬運(yùn)電荷做電池。據(jù)中科院物理研究所容曉暉介紹，由于鋰離子的重量和體積比很小，鋰電池憑借優(yōu)秀的電化學(xué)反應(yīng)，率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，成為了從消費(fèi)電子產(chǎn)品到電動(dòng)汽車(chē)等移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，再到應(yīng)急電源或儲(chǔ)能電站等半移動(dòng)或固定儲(chǔ)能裝置的必要元件。

而鈉電池卻因鈉離子質(zhì)量比鋰離子大三倍，電池容量低、循環(huán)壽命短等短板，長(zhǎng)期坐冷板凳。直到2010年以后，才陸續(xù)有研究人員把鈉電池這項(xiàng)老技術(shù)撿起來(lái)，我國(guó)首家鈉離子電池公司中科海鈉就成立于2017年。

鈉電池與鋰電池工作原理也類(lèi)似，都遵循脫嵌式的工作原理，它們的不同主要在于正負(fù)極材料、電解液不同，尤其是正極材料的區(qū)別。在正極上，有合金類(lèi)、金屬氧化物類(lèi)和碳材料等選擇，而負(fù)極材料則包括聚負(fù)離子類(lèi)、普魯士藍(lán)衍生物、層狀氧化物類(lèi)等。

鈉元素與鋰元素屬同一主族，化學(xué)性質(zhì)相似

豐富的資源儲(chǔ)備是寧德時(shí)代現(xiàn)在選擇轉(zhuǎn)向鈉離子電池的重要原因之一。鋰元素在地殼中的含量?jī)H為0.0065%，在未來(lái)，“白色石油”鋰資源也面臨枯竭危險(xiǎn)。但鈉資源儲(chǔ)量非常豐富，地殼豐度為2.64%，是鋰資源的440倍，且鈉資源分布廣泛、提煉簡(jiǎn)單。有市場(chǎng)人士形容，我國(guó)鋰的儲(chǔ)量與國(guó)內(nèi)鋰電池市場(chǎng)的火爆完全錯(cuò)位，“而鈉離子是海里要多少有多少”。

新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈火爆，從上游資源端到電池廠(chǎng)商，再到終端汽車(chē)廠(chǎng)商，均開(kāi)啟“搶鋰模式”。截至2021年9月22日，中國(guó)國(guó)內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰報(bào)15.5萬(wàn)元/噸，較年初上漲187%;電池級(jí)氫氧化鋰報(bào)15.3萬(wàn)元/噸，較年初上漲181%。一眾鋰業(yè)上市公司甚至鹽湖提鋰技術(shù)概念股隨風(fēng)而起，有的股價(jià)半年來(lái)翻了三四倍。