随着全球对可再生能源和电动汽车的需求不断增长,储能市场也迎来了巨大的发展机遇。
作为一种新型储能技术,钠离子电池的产业化进程正在加速。 在锂资源日益短缺的背景下,钠离子电池的重要性越来越凸显。 与锂离子电池相比,钠离子电池在资源丰富度、成本和某些性能方面具有显著优势。
钠离子电池因其寿命长、温区适应性强、倍率充放电能力强、安全性高、成本低等独特优势,逐渐在电池市场占据一席之地。
它不仅可以作为铅酸电池的替代品,还可以作为磷酸铁锂电池的补充,特别是在两轮车、A00级轿车和储能领域,在行业内具有广阔的应用空间。
国家和企业也在积极推进钠离子电池的研发和应用。 一批钠离子电池示范应用项目建成投产,为钠离子电池的商业化应用奠定了坚实基础。 在双碳目标下,新型储能市场将持续增长,为钠离子电池提供广阔的发展空间。 钠离子电池
虽然钠离子电池与锂离子电池几乎同时发明,但钠离子电池的发展远远落后于锂离子电池。
自2024年锂离子电池正式商业化并广泛使用以来,钠离子电池的进展一直受到阻碍,主要是因为它们不适合使用石墨作为负极,并且长期没有找到合适的负极材料。
然而,进入21世纪后,随着硬碳负极材料的发现,钠离子电池的发展开始加速。
硬碳又称“非石墨化碳”,是难以转化为石墨形态的碳材料的总称。 它由结构高度扭曲的复杂石墨烯片堆组成。 即使在极端高温条件下,例如超过3000°C,这些紧密堆叠和扭曲的石墨烯薄片也很难完全展开或压平以形成规则的石墨结构。 这种独特的性能使得硬碳在许多领域显示出巨大的潜力,特别是作为钠离子电池的负极材料。
钠电池的产业链布局与锂电池相当相似,其阳极、电解液、隔膜等关键环节基本保持了目前的竞争状态。
说到集流体,钠电池不再依赖铜箔。 不同的电池企业根据其主要技术路线,对正极材料或其关键材料有不同的需求。
根据中科海纳官网公布的数据,当采用层状氧化物作为正极材料,将软碳组合为负极材料时,钠离子电池与采用磷酸铁锂正极和石墨负极的锂离子电池相比,材料成本可大幅降低30%至40%。
这种成本优势主要得益于两个方面:在正极材料的上游原材料方面,碳酸钠相对于碳酸锂具有明显的优势,从而降低了钠离子电池正极材料的成本; 在集流体材料方面,钠电池的正负极可以用更经济的铝箔代替铜箔,进一步优化了成本。
鉴于钠电池行业目前处于商业化初期,其竞争格局有待进一步观察,但率先布局的企业仍具有明显的先发优势。
2024年7月,宁德时代发布第一代钠离子电池,并宣布计划在2024年形成基础产业链。 再加上2024年底至2024年初锂价快速上涨,全产业链高度重视钠离子电池的互补和替代。 随后,数十家企业开始推动钠离子电池及其原材料的量产。 此前,碳酸锂的高含量**进一步加速了钠离子电池的产业化进程。
随着电池龙头加速布局钠离子电池,普鲁士青白及上游硬碳负极材料也受到广泛关注。 目前,国内初创的钠电池企业和锂电池企业正在积极布局钠电池产业链,包括正极材料、负极材料、电解液、钠电池等环节。
钠离子电池产业链图:
在钠电池材料体系方面,正极材料主要布局厂商包括荣百科技、振华新材料、当盛科技等。 其中,与振华新材料钠离子电池正极相匹配的电芯已安装应用; 荣佰科技、长昌锂电、美联新材料、帕瓦股份也成功实现了钠正极材料的出货。
此外,碳纳米管导电剂行业高度集中。 到2024年,碳纳米管行业的主要参与者已经集中在天奈科技、三顺纳米、青岛昊鑫等几家公司。 天一科技在技术方面处于行业领先地位,其最新产品已发展到第三代,不同代产品之间的制备方法和催化剂存在明显差异,形成了较高的技术壁垒。
钠电池主要材料布局厂家:
数据**:各公司公告中,国盛**负极材料、传统石墨负极龙头贝特瑞、杉杉股份也实现了硬碳负极出货; 盛泉集团、元利股份等化工龙头企业也有相应的产能布局。
此外,国内已有多家企业具备GWh级钠电池量产能力。 例如,中科海纳于2024年7月在安徽投产了一条1GWh钠电池生产线; 同年9月,华阳股份1GWh钠离子电池电芯生产线投产,正在积极推进1GWh钠离子电池PACK生产线项目; 焦作新能源是双氟化物的控股子公司,也拥有1GWh钠电池的产能。 此外,还有多家公司正在建设钠电池生产线,如宁德时代、传雅科技等。
2024年12月28日,“富能科技全球首款钠电汽车下线投产仪式”在江西省南昌市江铃集团新能源能源工厂开幕,这是产业化的又一里程碑式成果。
随着科学技术的进步和对可持续能源的不断追求,钠电池作为一种重要的储能技术,在许多领域逐渐显示出其独特的优势。
在资源方面,钠比锂更丰富,在地壳中的分布更广,这使得钠电池在原材料获取和成本相对较低的方面更具优势。 这对于大规模生产和应用至关重要,有助于降低电池的整体成本,提高其在市场上的竞争力。
钠电池在安全性方面表现出色。 与锂离子电池相比,钠电池在过充、过放、短路等极端情况下更稳定,不易出现热失控等安全问题。 这使得钠电池在一些安全要求极高的场合,如电动汽车、储能电站等领域,具有广阔的应用前景。
随着硬碳等负极材料的发现和应用,钠电池的性能得到了显著提高。 硬碳负极材料比容量高,循环稳定性好,可有效提高钠电池的储能密度和循环寿命。 这使得钠电池在性能上逐渐接近甚至超过锂离子电池,进一步拓宽了其应用范围。
从长远来看,在市场需求方面,随着全球对可再生能源和低碳环保的日益重视,钠电池作为一种环保高效的储能技术,逐渐受到市场的青睐。 特别是在锂资源有限的背景下,钠电池有望成为未来储能领域的重要力量。
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