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钠电池对铅酸电池替代影响分析
0人浏览 2024-05-07 17:15

  今年初,电动车行业的巨头雅迪和台铃相继展示了他们的钠电池新品,然而在市场上并未立即供应。近日新日与爱玛电动车从5月1日起,包括江苏苏州、泰州、镇江、广德和宣城在内的五个城市,消费者终于有机会亲身体验新日与爱玛推出的首批钠电池电动车。在近期的一场盛大的钠电池峰会上,爱玛与新日同时宣布了他们的钠电池产品——众钠能源的聚钠1号钠电池,并且首次揭示了其定价策略。接下来我们详细分析钠电池对整个电池行业格局影响。

  一、钠离子电池概况

  钠离子电池,是一种二次电池(充电电池),主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。钠离子电池可实现5-10分钟的快速充电能力。无论是能量密度还是循环寿命,钠离子电池都显著优于铅酸电池。目前,钠离子电池的循环寿命大约是锂离子电池的65%左右,能量密度比锂电池低20%。

  图1:主流电池性能对比图

  二、产业利好政策

  近年来,钠离子电池行业受到政府的高度重视和国家政策的重点支持,国家陆续出台了多项政策,推动钠离子电池的产业化进程。《“十四五”可再生能源发展规划》 《“十四五”新型储能发展实施方案》等产业政策为钠离子电池行业的发展提供了明确、广阔的市场前景。具体如下:

  图2:钠电池产业政策汇总

  三、钠离子电池行业现状分析

  01

  钠离子电池产能分析

  2023年,无论是传统锂电池厂商还是新兴锂电池厂商都相继加大布局,钠离子电池在研发和产业化进程中消息不断。宁德时代、亿纬锂能、鹏辉能源、华洋股份、容百科技等电池厂商相继推公布钠离子电池以及电极材料规划,并表示将致力于钠电上下游的产业化。整车厂方面,比亚迪、江淮、江铃、奇瑞等国内车企,以及多家海外车企,也均表示将在乘用车市场导入钠离子电池。据富宝统计,目前钠离子电池产业链布局企业数量已超过100家。2023年至2025年,钠离子电池企业有效产能将分别达到19GWh、25GWh、60GWh。

  图3:钠电池有效产能图

  在产能规划上,预计2024年将有超5家钠电池企业完成5GWh钠电池产能,有超5家企业完成数千吨级别聚阴离子正极材料产能,超8家企业完成数千吨级硬碳负极材料产能。

  在价格上,当前国内钠电池价格为0.6—0.7元/Wh,到2025年有望将至0.45元/Wh左右,2027年有望在0.3—0.35元/Wh左右,与磷酸铁锂电池基本持平。总体来看,在2023年—2027年,国内钠电池产业仍然处于培育时期,2027年后将进入爆发时期。

  02

  成本结构

  从原料成本来看,钠离子电池成本较锂离子电池成本整体可降低30%~40%。钠离子电池材料成本构成中,正极材料及电解液占比最大,分别为27%,25%,隔膜占比17%,负极材料占比17%,集流体占比达5%。

  图4:钠电池成本构成

  03

  出货量分析预测

  钠离子电池主要应用领域集中在两轮电动车、三轮电动车、低速车、储能和新能源汽车等。2023-2025年,两轮电动车为代表的小动力将占据钠离子电池出货量的绝大部分,2025年之后,钠离子电池循环寿命将持续增长,储能领域占比提高。预计到2029年,我国钠离子电池出货量将达367GWh

  图5:钠电池出货量分析图

  四、钠离子电池产业动态

  1、技术进展:

  韩国科学技术院的科学家将电池中常用的阳极材料与适用于超级电容器的阴极材料集成在一起,开发出一种高能量、高功率钠离子混合电池。该电池能在几秒钟内完成充电,有望替代锂离子电池,应用于电动汽车、智能电子设备和航空航天技术等领域,这款钠电池可在几秒内快速充电,能量密度达247瓦时/千克,且历经5000次充放电循环后,库仑效率仍接近100%。

  2、产业替代:

  目前,奇瑞、江淮、雅迪、爱玛等A00级车与两轮车均已官宣钠电新品。两轮电动车已经实质性进入消费环节,而在储能应用方面,去年年底,国家能源局公示新型储能试点示范项目。入围的56个项目中,有两个钠离子电池项目。在中国电池产业研究院院长吴辉看来,钠电池在新能源汽车应用市场的重要突破,标志着钠电池产业化运用的里程碑成果,钠离子电池产业化进程发展较快。据测算,到2030年,全球储能的需求量将达到1.5太瓦时左右,钠离子电池有望获得较大的市场空间

  3、产业链企业动态:

  无论是传统锂电池厂商还是新兴锂电池厂商都相继加大布局,钠离子电池在研发和产业化进程中消息不断。宁德时代、亿纬锂能、鹏辉能源、华洋股份、容百科技等电池厂商相继推公布钠离子电池以及电极材料规划,并表示将致力于钠电上下游的产业化。整车厂方面,比亚迪、江淮、江铃、奇瑞等国内车企,以及多家海外车企,也均表示将在乘用车市场导入钠离子电池。据富宝产研统计,目前钠离子电池产业链布局企业数量已超过100家。

  五、钠离子电池行业发展前景

  1、钠电低温快充优势,钠离子电池在低温下具有实现快速充电和长寿命的特质,工作温区在-45℃~80℃,钠电池的低温性能优势显著,在-20℃容量保持能够达到88%以上

  2、资源丰富、成本优势,钠电被推崇的主要原因之一,钠的储量约为锂储量的1350倍。根据富宝新能源数据,截至2024年4月28日,国内碳酸钠(纯碱)价格约为2262元/吨,而碳酸锂价格却约为11万元/吨。尽管目前锂电价格在持续下行,但钠电相对锂电仍具备较高的成本优势。

  3、安全性能突出,市场应用广泛,钠离子电池内阻较高,且在短路电压中电流更低,瞬间发热更低;钠电池无过放电情况,可以放电至0伏而不影响后续使用。钠电热失控时更容易钝化失活,因此安全测试表现更优。而上文所提到钠电正常温度范围约为-40℃~80℃,部分产品在-20℃下容量保持率能够保持在90%左右,也显著高于磷酸铁锂60%~70%的容量保持率。

  富宝认为:

  2024年铅市供给端给出明显的看涨信号,供应端短期无法立即恢复,后续行情可能持续时间长,空间值得想象,中期我们给出沪铅运行的区间在1.7-1.89万高位,相对于2023年大幅度的价格上涨显然会削弱铅酸电池的价格优势,同样高企的铅酸电池价格也为替代品留出部分市场份额,此消彼长。让出的市场给钠电池生存空间得以发展壮大。2024年对于钠离子电池会迎来一个非常好的拐点,对比锂电、磷酸铁锂、铅酸电池,我们发现钠电成本会远低于锂电成本,而其中材料成本降幅在30%-40%,其降本原因主要在于:1、金属钠地壳丰度高,价格远低于锂。2、集流体不同,锂电负极集流体必须为铜箔,而钠电池正负极集流体可以是更为便宜的铝箔,钠离子电池在2024年的需求将爆发式快速增长。

  钠离子电池在原料成本、低温下的容量保持率、耐过放电性能优于磷酸铁锂电池,各方面性能均超越铅酸电池,在电动两轮车(替代铅酸电池)、A00级别电动车(替代磷酸铁锂电池)上持续发力,并且在2025年储能应用上有望更大幅度的成本下降。

  整体而言:

  伴随产业规模的逐步扩大,规模效应将得以体现,钠电池成本将逐步降低,同时随着国民收入的提高,钠电池高于铅酸电池的成本劣势将被弱化,国家产业政策的调整,环境治理的要求,逐步提高先进产能在市场中的地位,钠离子电池有望率先在电动两轮车及储能应用上发力。铅酸电池无论是在性能、产业政策于钠电池相比均表现颓势,仅有的价格优势也将在钠电池产业规模扩大,政策支撑力度加大中缓慢降低。而锂离子因为高能量密度优势暂时不具备在大型电动汽车被替代。铅酸电池已有百年历史,虽技术不断升级改进,但新事物的初现更多是来替代旧有事物,犹如智能机对功能机的替代。优势总是会被趋势打败,资源是底层逻辑,最终都是成本在说话。技术会不断的开发创新,问题都不会是问题,钠电的成本是它不变的底层逻辑。我们将持续跟踪钠电池对铅酸电池的替代进程以及对电池行业格局的影响!

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