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2022-12-12 11:08

钠电池三种正极材料,哪种更具投资价值?

在锂资源短缺、价格大幅度上涨的情况下,与锂电池组成结构、工作原理以及生产工艺均类似的钠离子电池发展加速。在钠离子电池领域,对正极材料的选择也存在多种路线之争,其中最典型的三类代表分别是层状氧化物、普鲁士蓝(白)和聚阴离子。

 

那么正极材料不同,钠离子电池会有何差异,哪种路线更具投资价值?为解答上述疑问,妙投邀请到某动力电池企业研发经理吴先生为投资者答疑解惑。


核心看点:

  1. 层状氧化物钠电池会率先实现量产, 取代部分铅酸电池市场以及部分磷酸铁锂电池的中低端市场。

  2. 目前正极材料厂在钠电正极材料方面的利润可以达到与锂电池三元材料差不多的水平。但随着产业化的进程不断加快,未来可能会接近加工价格。

  3. 传统锂电正极材料厂商更具竞争优势,其对矿产原材料以及生产制造环节的成本控制更优,并且有对应的终端市场(电池厂)。

  4. 正极材料厂切换路线比较困难,普鲁士蓝(白)和聚阴离子的生产产线需要重建,层状氧化物可以与原有的锂电正极材料共用产线,但电池厂生产三种钠电池时切换比较容易。

 

不同路线的钠离子电池有何差异?

 

电池能量密度与续航有关,循环次数与电池寿命有关。

 

层状氧化物:

 

专家认为,层状氧化物钠电池会优先实现量产。层状氧化物钠电池的能量密度上限是三者之中最高的,想象空间最大;循环次数在中等水平,上限未来有机会达到目前三元锂电池的水平;层状氧化物与目前主流锂电池三元正极材料厂的量产产线比较适配,现有的设备和厂房大部分可以共用产线,只需轻微调整即可使用,能够降低成本。所以对正极材料厂来说,层状氧化物是最容易产业化的正极材料路线

 

层状氧化物钠电池在低温和高温的场景下性能都比较好,其最容易产业化的应用场景是续航在300km以下的A00级乘用车以及两轮车,也就是说会取代部分铅酸电池市场以及部分磷酸铁锂电池的中低端市场。另外层状氧化物钠电池也会有一些储能市场。

 

普鲁士蓝(白):

 

普鲁士蓝(白)钠电池的成本会比层状氧化物还要低一些,能量密度仅次于层状氧化物,比聚阴离子会高很多。但是它的导电和循环性能比层状氧化物要差,导致其使用寿命也低。另外其在烧结制备过程中会产生剧毒氰化物

 

普鲁士蓝(白)钠电池和层状氧化物的应用场景差不多,只是其生产时会产生氰化物剧毒且能量密度稍低,所以性价比稍低

 

聚阴离子:

 

聚阴离子钠电池的能量密度特别低,但是循环性能特别好,目前可以做到5000圈以上,甚至1万圈都不是问题。目前也是成本高而能量密度低,性价比不足

 

聚阴离子钠电池在前段时间比较受关注,它更多是应用在一些储能市场或者电动船舶等长循环市场。比如工业储能要求5000圈以上,对于体积能量密度要求没那么高,但是需要十几年、甚至二三十年的质保,这种场景聚阴离子钠电池会有一定的机会。

 

储能市场前景广阔,这样看来聚阴离子钠电池非常有潜力?

 

专家表示,储能也分不同领域,比如工业储能和家用储能。聚阴离子钠电池在工业储能有一定的机会,但是工业储能领域它还有一个比较大的竞争对手是磷酸铁锂,或者说未来可能存在的磷酸锰铁锂,因为磷酸铁锂目前做到5000圈以上的循环很容易。

 

从产业化的角度,专家认为比较有潜力的还是层状氧化物。层状氧化物有些像锂电池三元材料,三元材料目前电压越做越高,随着电压的不断升高,其能量密度会有所提升,所以层状氧化物钠电池的能量密度还能向上延伸,可发掘的空间更大

 

钠电池正极材料厂商的议价能力/盈利能力怎么样?

 

众所周知,钠资源丰富,锂资源稀缺。从理论上说,钠电会很便宜,但是现在钠电池还没有产业化,电池级的钠盐开发、钠电前驱体的烧结等方面还没能形成一定的规模,所以现阶段钠电池的成本比磷酸铁锂电池还会稍贵一些

 

目前正极材料厂在钠电正极材料方面的利润可以达到与锂电池三元材料差不多的水平。但随着产业化的进程不断加快,未来可能会接近加工价格,因为很多原材料的价格都是非常透明的。

 

钠电池产业链与锂电池产业链高度重合,之前我们也有做过有关锂电池产业链盈利能力的关键问答。从电池材料上来看,正极材料确实利润率会不高,且钠资源也更加丰富。

 

妙投补充:据中信证券统计,现阶段,中科海钠、维科技术、湖南立方新能源等主要采用层状氧化路线;星空钠电、贲安能源等主要采用普鲁士蓝(白)路线;华阳股份、众钠能源、鹏辉能源、山东章鼓等主要采用聚阴离子路线;传艺科技、钠创新能源在层状氧化物和聚阴离子两条技术路线均有布局。

 

宁德时代在2021年公布的第一代钠离子电池是采用普鲁士蓝(白)路径。根据中科海钠和传艺科技披露信息显示,基于层状氧化物和聚阴离子的钠离子电池在2022年已经有GWh级别的产业线投产。贲安能源的普鲁士蓝(白)GWh级别的产线仍在推进中,规模产业化进度略慢于其他两种材料。

 

什么样的正极材料厂商更有优势?

 

正极材料企业方面,专家表示,目前还是比较看好传统的锂电正极材料厂商。因为正极材料的产业化需要从上而下。上游要控制成本,无论是矿产原材料的成本还是制造成本;下游要有对应的终端市场(电池厂)。电池厂选择正极材料厂商时,一是考量其成本,二是看其是否能够稳定供应。

 

新入局者做层状氧化物是不太容易的,因为传统的正极材料厂的优势已经建立。另外两种体系新进入者会有一定机会。其中聚阴离子钠电池的全生命周期成本低,在储能细分市场会有一定的机会。而且它的能量密度虽然是三者中最低的,但是还是会比铅酸电池的能量密度高。

 

相关厂商在进行路线转换时是否容易?

 

从正极材料厂的角度来说,生产普鲁士蓝(白)和聚阴离子的正极材料,现有的三元锂和磷酸铁锂正极材料的产线都不适用,一些工艺路线完全不一样,产线需要重建,所以产业化方面的难度会稍微高一些。而生产层状氧化物正极材料只要调整一下烧结的顺序、温度以及一些参数,还有一些环境的管控就可以与原有的锂电正极材料共用产线。

 

从电池厂的角度来说,虽然三种正极材料的钠电池都属于新化学体系,但是制造工艺比较接近三元锂和磷酸铁锂,所以电池厂商生产时切换比较容易。

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