上海油压工作室

动力电池的“备胎”故事:锂不够,钠来凑?

2021-11-01 10:21  来源:阿尔法工场研究院  浏览:上海油压工作室  

上海油压工作室一旦海外锂矿进口被掐断,国内动力电池企业将面临比华为更严峻的考验,可以说毫无缓冲期可言。

1996年,通用汽车(NYSE:GM)搞了个新玩意:命名为EV1的纯电动汽车。

这款车的外形时髦,内饰精致,搭载铅酸电池,用220V的家用电源,三个小时即可充满。但却有个致命的问题:双短。

所谓双短,一是续航短,加满电,只能勉强开100公里出头,从北京跑不到天津。二是寿命短,如果“日行一百”,只能坚持四年。

作为造车老师傅,通用不是不知道这玩意不行。这实在是个无奈选择——当地政府零排放法案提了个要求,在加州销售汽车的公司,必须在规定时间内销售一定比例的电动车。

通用深知EV1的短处,因此对“百里快乐王”的策略是只租不售。即便如此,在出生后的9年里,EV1也只生产了1100辆。2005年5月13日,最后一批EV1登上拖车,被拉进了拆车厂。

EV1与公路永别,但人们对电动汽车的关注,却并未因此而衰。在电动车路线上,电池问题的解决,被视为“三大电”的明珠。2017年,特斯拉推出采用锂电池的“Roadster”车型,对外宣称续航里程近1000公里,再次将电动车推向台前。

在此后的几年里,电动车是最火爆的产业。在世界各国的“碳中和”目标下,不使用化学燃料的电动车获得了更大空间,也给产业链上的电池供应商带来了大考验——除了提供更好的电池,电池产能也是个现成问题。

这是为什么?如果电池有供需缺口,解决方案是什么?

01 全球都缺“新石油”

动力电池之于电动车,相当于汽油与燃油车的关系,重要程度不言而喻。

上海油压工作室2021年7月中旬,某造车新势力TOP5企业董事长为拿到动力电池,在宁德时代蹲守一周。头部企业拿货尚且如此困难,动力电池短缺程度可见一斑。

根据中汽协数据,2021年6月新能源汽车销量为25.6 万辆,同比增长1.4倍。

只上半年,新能源车销量达120.6万辆,同比增长2倍。据此预计,新能源乘用车全年销量超过240万辆,同比近乎翻倍。

上海油压工作室新能源汽车日益庞大的市场缺口,给动力电池企业带来确定性增量市场。据盖世汽车不完全统计,2021年一季度,宁德时代、比亚迪、国轩高科、中航锂电等动力电池企业相继公布了20多个动力电池相关新投建项目,投资高达1600多亿元,建设年产能超过350GWh。

亿纬锂能加码押注,斥资24.5亿元投建5条不同类型锂电池生产线,累计产能约为12.2GWh。

上海油压工作室即便如此,动力电池产能还是面临巨大缺口。全球新兴能源市场调研机构SNE Research预测,到2023年,全球电动汽车对动力电池的需求达406千兆瓦时(GWH);而动力电池供应预计为335千兆瓦时(GWH),缺口比例约为18%。

千万不要以为这个缺口会被时间填平,到2025年,这一缺口将扩大到约40%。

上海油压工作室这其中的原因,便是动力电池所需的锂原料紧缺。

上海油压工作室作为锂矿资源下游主要需求方,动力电池的爆发自然带动锂矿资源需求共振提升。以现有增速来看,兴业证券预测2025 年锂盐需求或达到138万吨LCE,年均复合增速或接近29%。

从锂矿的现有储量看,全球近91%的储量主要分布在智利、阿根廷、美国、津巴布韦、葡萄牙、澳大利亚、中国、加拿大和巴西等9个国家。

上海油压工作室截至2020年,我国锂资源量为510万吨,占全球总资源量的5.94%;锂资源储量为150万吨,占全球总资源储量的7.12%;2020年中国锂金属产量为1.4万吨,折合约7.5万吨LCE,占全球总产量的17.03%。

中国是锂盐加工大国,但锂资源却高度依赖进口。2019年国内利用自身的锂资源加工的基础锂盐仅为6.5万吨,其余锂精矿依赖进口,共进口172万吨锂辉石精矿,且进口矿石主要都来自澳大利亚。

上海油压工作室虽然经过国内从业企业多年布局,赣锋锂业、天齐锂业等纷纷入股海外锂矿,试图保证锂矿供给畅通。但是求人终归不如求己,在锂矿石资源高度依赖进口的前提下,终究存在被“卡脖子”的风险。一旦因为某些外部因素导致国内企业持股矿场停止供货,国内锂矿供应势必会出问题。

故此,国内动力电池领域亟需寻求新技术,缓解动力电池产能不足和锂矿资源供给不足等问题。采用“钠离子”技术的蓄电池应运而生。

02 跳出安全圈,尝试新材料

从目前披露的消息来看,钠离子电池最迟已经于2020年量产,现阶段已经在储能领域落地。

今年6月中旬刚上市的爱玛科技,7月份在经销商大会上宣布推出钠离子电池,未来将用于电动两轮车。而锂材料动力电池龙头宁德时代,如今正在推动钠离子电池向动力电池领域拓展。

2020年,中科海钠量产了全球首款具备自主知识产权的产品化钠离子电池。今年6月底,中科海钠和山西新阳清洁能源主导的,1MWh钠离子储能系统在山西落地。

针对目前已经落地的储能领域,在钠离子储能系统落地之前,主要采用容量衰减至80%以下,验证过安全可靠的动力电池,即依法依规强制报废的锂电池。这种情况下,大批没有通过安全验证的废旧电池就只能淘汰。

根据GGII材料,2018年动力电池回收总量中,用于梯次利用的电池量为2460吨,总回收拆解的电池量为10.93万吨。由此可见,在电池回收领域,梯次利用的规模远低于回收拆解的规模。

上海油压工作室被淘汰的动力电池,只能回收其内部镍、钴、锰以及锂等矿材料;但由于锂离子电池正极中的金属离子、负极的碳粉尘,以及电解质中的强碱和重金属离子,在回收时对技术水平要求极高,稍有不慎就会危害环境和工作人员身体健康。

以目前技术来看,锂电池制作过程中,电极材料中夹带的非电解液和塑料,在回收必需的焙烧过程中,必然会分解出含氟、氯等危害物的气体。故此,无论是从保护环境角度,还是保护从业人员角度出发,锂电池制备技术都亟需升级,或者直接选取新材料制备储能用电池。

上海油压工作室锂离子电池目前在动力电池领域的应用,主要集中在电动汽车和电动二轮车领域。就电动汽车而言,锂离子电池经过充分验证的工作效能,得到众多厂家的信赖。钠离子电池作为新兴事物,自然难以撼动其坚固的市场地位,但是对于续航里程要求更低的电动二轮车而言,无疑是绝佳的使用场景。

在7月18日,浙江杭州发生的一起电动自行车自燃事件中,坐在后座的女孩被烧成重伤。

有消息称,该自燃电动自行车所用电瓶,很可能是强制报废的回收电池。电动自行车企业之所以采取这种电池,无非是为了谋取更大的利益而铤而走险。如果有性价比更高,安全效能更强的替代品,是否可以有效降低这种情况的发生?

钠离子电池在自然界分布广泛,成本控制较锂电池更为容易。

上海油压工作室以11.5KWh为标准,如果用锰酸锂正极,配石墨负极用于锂离子电池,成本为1022美元;锂元素占比约为4.3%,对应的锰基正极,钠只需4.57美元,大幅节省38.95美元,由此带来正极成本下降4%左右。从而推动电解质盐、过渡金属、有机源材料等原材料成本共振下降。

至于钠离子电池最高能量密度为150Wh,较钠离子电池低50Wh;但是对于短途代步的电动二轮车而言,在大幅降低生产成本,且能维持与锂电池较为相似的续航里程情况下,在电动二轮车赛道大范围普及钠离子电池存在明显可能性,爱玛科技或许正是第一个吃螃蟹的人。

上海油压工作室将锂离子电池从应用场景要求更低的电动二轮车中解脱出来,对于锂离子动力电池而言,无疑是提升了锂矿供给集中度,从而缓解国内锂矿供应不足的问题。

上海油压工作室而在储能领域,钠离子储能系统的落地,已经客观反映出监管层对于钠离子与锂离子电池的功能划分;即推动钠离子电池在储能领域的商用,弱化现阶段钠离子电池与锂离子电池的成本差距问题。

上海油压工作室如此看来,钠离子电池相较于锂离子电池而言,并不属于同一竞争赛道。钠离子电池主要应用场景,并不涉及目前锂离子主要面向的动力电池领域。反而伴随钠离子电池的普及,可以为锂离子电池节省面向电动二轮车的产能,从而加大对动力电池的产出,换取更大的利润。

03 电池界的“海思备胎”

上海油压工作室尽管钠离子电池,目前主要面向电动二轮车和储能领域,但不代表其不能运用在动力电池领域。

上海油压工作室实际上,锂电池自1997年至今,生产工艺一直停滞不前,针对锂元素化学性质活跃,提纯难度大,回收难度大的工艺瓶颈一直没有突破。储量更大,化学性质更稳定的钠元素成为替代之选。而且钠和锂从化学性质上较为相似,可以迅速套用锂电池技术。

更为关键的是,因为钠元素化学性质更稳定,对寒冷天气具有更好的耐受度,大幅降低寒冷天气掉电的可能。即便是零下20度的环境中,钠电池的电解质仍然能够稳定放电。

故此,在未来钠离子电池技术成熟时,无论是电子产品,还是电动汽车,都有更为广泛的适用范围。

上海油压工作室比如在我国东北、内蒙以及青藏高原等寒冷天气居多的地区,电动车普及度较低;且某些大牌手机因环境温度较低,导致电池电压低于正常使用电压,从而无法开机,影响正常使用。

上海油压工作室人无远虑,必有近忧,对于企业而言也一样。尤其是做大做强之后的细分赛道头部企业。宁德时代之所以极力推进钠离子电池在动力电池领域的应用,或许正是看到了近年来华为的遭遇。

海外限制华为的芯片供应,华为掏出“备胎”海思麒麟芯片,直接封锁华为芯片供应,华为则直接拿出鸿蒙系统和你讲“万物互联”。

上海油压工作室专注动力电池领域的宁德时代,今年6月份动力电池装机量已经达到49%,依照目前不断扩产的趋势,该数据有望进一步提升。

上海油压工作室而根据SNE Research数据,2020年宁德时代在电动汽车上的装机量为34GWh,市场份额达24.82%,排名全球第一。LG新能源装机量为31GWh,市场份额22.63%,紧随其后。

今年前五个月,宁德时代依然以22.1GWh的装机量和27.1%的市场份额名列第一,LG新能源以21.7GWh的装机量和26.6%的市场份额排名第二。显然,宁德时代已经对海外竞争企业形成优势,叠加比亚迪等国内其他企业的占比,国内企业在全球动力电池领域较海外企业有明显优势。

上海油压工作室但这种优势,是建立在锂矿自给率只有20%的基础上,一旦海外锂矿进口被掐断,以宁德时代为代表的国内动力电池企业,将面临比华为更严峻的考验,可以说毫无缓冲期可言。但是钠离子电池技术,却可以为国内动力电池企业,提供不可多得的喘息的机会。

上海油压工作室正如我国芯片产业,早年间因为全球供应链运转顺畅,忽视了依托全球最完整的工业体系打造自己的光刻机供应链,导致近两年频频被卡脖子,终究要补上这一环。宁德时代积极探索钠离子电池技术在动力电池领域的应用,某种程度上,就是在研制动力电池领域的国产光刻机。

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
相关推荐
远景动力携手全路程,打造新能源物流车零碳新生态

远景动力携手全路程,打造新能源物流车零碳新生态

近日,远景科技集团旗下远景动力与全路程物流科技有限公司(以下简称全路程)签署战略合作协议,双方将围绕商用车电动化、动力电池标准化开发、换电运营、电池租赁、动力电池-储能梯次利用、零碳物流园等领域展开合作,共同打造全国首个新能源物流车换电项目,重塑物流产业零碳新生态。远景动力执行董事兼中国区总裁赵卫军、全路程创始人兼CEO黄凤南出席签约仪式。
国科大提出稳定高电压钴酸锂正极材料新策略

国科大提出稳定高电压钴酸锂正极材料新策略

相关成果发表在《德国应用化学》上。研究得到国家自然科学基金、中科院重大仪器研制项目、中科院战略性先导科技专项、中央高校基本建设经费等资助,以及德国同步辐射光源、北京大学高强度中子衍射谱仪等支持。
拉开下一代智能生活帷幕,比克电池以产品力助推应用侧体验升级

拉开下一代智能生活帷幕,比克电池以产品力助推应用侧体验升级

万物互联的广泛应用、个人生活边界的无限拓展、AIoT赋能的智能化交互……10年前,智慧生活还是不可想象的未来,今天,未来已经悄然而至了。伴随着人工智能与产业和社会深度融合,更完整、更开放、更懂用户的智能化生活已拉开帷幕,通过技术的不断突破、应用场景和用户体验的边界将被重新定义。
灵活的纸基电池:在被丢弃就能被生物降解

灵活的纸基电池:在被丢弃就能被生物降解

尽管现在有可生物降解的一次性电子设备如环境传感器,但为这些设备供电的电池仍会造成生态问题。这就是为什么科学家们现在创造了一种完全可生物降解的纸基电池。该电池由新加坡南洋理工大学的一个团队开发,尺寸只有4×4厘米--至少,它的一个版本是这样的--据说它能为一个小电风扇供电45分钟。
新“梦想电池”300次充放电保持稳定

新“梦想电池”300次充放电保持稳定

美国科学家在最新一期《美国化学学会杂志》上发表论文称,他们研制出一种新式钠硫电池,解决了同类电池普遍面临的枝晶等问题,使电池寿命更长——历经300次充放电仍然性能稳定。最新研究是钠硫电池商业化道路上的一个重要里程碑,这种电池未来有望取代现在广泛使用的锂电池。

推荐阅读

热文

Copyright © 上海油压工作室