2022年鈉離子電池全景速覽

2022年鈉離子電池全景速覽

一、政策：國(guó)家政策的支持將快速推動(dòng)鈉離子電池的發(fā)展由于鋰資源供不應(yīng)求，鋰電池價(jià)格上漲趨勢(shì)明顯，為此，我國(guó)將大力發(fā)展在資源和成本上都更有優(yōu)勢(shì)的鈉離子電池，通過(guò)頒布多項(xiàng)政策來(lái)推動(dòng)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。在2022年發(fā)布的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》中，提出加強(qiáng)可再生能源前沿技術(shù)和核心技術(shù)裝備攻關(guān)。研發(fā)儲(chǔ)備鈉離子電池、液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)。二、發(fā)展現(xiàn)狀：鋰電池價(jià)格上漲，推動(dòng)鈉離子電池需求量的增加2010年，隨鋰離子電池研究和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)趨于成熟，以及對(duì)鋰資源的擔(dān)憂，鈉離子電池的研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，進(jìn)入復(fù)興時(shí)期。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)磷酸鋰價(jià)格在2021年年末到2022年年初價(jià)格增長(zhǎng)迅速，導(dǎo)致鋰離子電池原材料成本較高，價(jià)格上漲趨勢(shì)明顯，對(duì)鈉離子電池發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用，隨著電動(dòng)兩輪車(chē)、A00級(jí)電動(dòng)車(chē)的不斷發(fā)展，鈉離子電池的需求量向好發(fā)展。三、企業(yè)格局：企業(yè)重視產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)投入，鈉離子電池技術(shù)得到一定突破從鈉離子電池研發(fā)情況來(lái)看，寧德時(shí)代為平衡資源、成本及碳足跡等潛在問(wèn)題，開(kāi)發(fā)鈉離子電池，目前，已經(jīng)發(fā)布了第一代鈉離子電池，為了充分發(fā)揮鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)，迎合市場(chǎng)的需要，該企業(yè)加大了研發(fā)投入力度，促進(jìn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)，進(jìn)一步提高能量密度及綜合性能。鵬輝能源是基于鈉成本和資源優(yōu)勢(shì)，研發(fā)高性能鈉離子電池，目前，已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，未來(lái)將進(jìn)一步提升鈉離子電池的能量密度、循環(huán)壽命及低溫性能，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。四、發(fā)展趨勢(shì)：隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升，鈉離子電池未來(lái)發(fā)展前景廣闊由于鈉離子半徑要比鋰離子大70%，導(dǎo)致鈉離子電池能量密度不足，為此，相關(guān)企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入力度，鈉離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題被逐漸攻克，前期制約鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的正負(fù)極材料均已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，層狀氧化物正極+碳基負(fù)極+有機(jī)電解液體系的鈉離子電池即將邁入到商業(yè)化階段，有望實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，未來(lái)隨著我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)以及電動(dòng)車(chē)的不斷發(fā)展，鈉離子電池的需求量將不斷增加，未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)不斷擴(kuò)大。關(guān)鍵詞：鈉離子電池、鋰電池、研發(fā)投入、發(fā)展趨勢(shì)一、政策：國(guó)家政策的支持將快速推動(dòng)鈉離子電池的發(fā)展鈉離子電池，是一種二次電池，主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作，與鋰離子電池工作原理相似。隨著我國(guó)新能源汽車(chē)呈現(xiàn)持續(xù)高速增長(zhǎng)趨勢(shì)，對(duì)鋰離子電池需求較大，然而我國(guó)鋰資源十分有限，必然會(huì)出現(xiàn)鋰鹽供不應(yīng)求的局面。為此，我國(guó)將大力發(fā)展在資源和成本上都更有優(yōu)勢(shì)的鈉離子電池，通過(guò)頒布多項(xiàng)政策來(lái)推動(dòng)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。在2022年發(fā)布的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》中，提出加強(qiáng)可再生能源前沿技術(shù)和核心技術(shù)裝備攻關(guān)。研發(fā)儲(chǔ)備鈉離子電池、液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)。在2021年發(fā)布的《關(guān)于在我國(guó)大力發(fā)展鈉離子電池的提案》中，提到鋰離子電池、鈉離子電池等新型電池作為推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的壓艙石，是支撐新能源在電力、交通、工業(yè)、通信、建筑、軍事等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵支撐之一。二、發(fā)展現(xiàn)狀：鋰電池價(jià)格上漲，推動(dòng)鈉離子電池需求量的增加鈉離子電池的研發(fā)起步較早，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的速度不及鋰離子電池，但近年來(lái)學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的熱度持續(xù)上升。在1967年，高溫鈉硫電池出現(xiàn)是鈉離子電池發(fā)展的萌芽時(shí)期，到1979年法國(guó)的Armand提出了“搖椅式電池”的概念后，由于鋰離子電池體系中應(yīng)用較為廣泛的石墨負(fù)極儲(chǔ)鈉能力欠缺，對(duì)鈉離子電池的研究幾乎停滯。直至2000年加拿大Dahn等發(fā)現(xiàn)硬碳負(fù)極具備優(yōu)異的可逆儲(chǔ)鈉能力，學(xué)界才繼續(xù)推進(jìn)。到2010年，隨鋰離子電池研究和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)趨于成熟，以及對(duì)鋰資源的擔(dān)憂，鈉離子電池的研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，進(jìn)入復(fù)興時(shí)期。直至2021年7月，寧德時(shí)代發(fā)布第一代鈉離子電池，宣布計(jì)劃2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈，疊加鋰價(jià)在2021年底-2022年年初快速上漲，引發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)互補(bǔ)、替代方案——鈉離子電池的高度重視，涌現(xiàn)數(shù)十家推動(dòng)鈉離子電池及原材料量產(chǎn)的企業(yè)。磷酸鋰是一種鋰離子電池電極材料，主要用于鋰離子電池。近年來(lái)由于我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致鋰離子電池產(chǎn)能的提升，從而出現(xiàn)碳酸鋰價(jià)格飛漲的局面。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)磷酸鋰價(jià)格在2021年年末到2022年年初價(jià)格增長(zhǎng)迅速，導(dǎo)致鋰離子電池原材料成本較高，價(jià)格上漲趨勢(shì)明顯，將使其在大規(guī)模儲(chǔ)能中的應(yīng)用受到限制。同時(shí)，鋰元素的地殼豐度只有0.0065%，我國(guó)鋰資源十分短缺，大部分依賴(lài)于進(jìn)口，而鈉元素的地殼豐度為2.74%，地域分布廣泛，我國(guó)的鈉資源較鋰資源相對(duì)豐富，成本低廉。為了防止國(guó)外對(duì)鋰資源的壟斷，我國(guó)將大力發(fā)展鈉離子電池，以替代鋰離子電池，在一定程度上緩解由于鋰資源短缺引發(fā)的儲(chǔ)能電池發(fā)展受限問(wèn)題。因?yàn)槟芰棵芏鹊亩贪澹c離子電池的應(yīng)用尚出現(xiàn)在中高端的電動(dòng)汽車(chē)上，在微型電動(dòng)車(chē)及兩輪電動(dòng)車(chē)上將率先應(yīng)用。數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的收入水平的提高，兩輪電動(dòng)車(chē)的產(chǎn)銷(xiāo)量整體呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)，其中產(chǎn)量從2017年的3113萬(wàn)輛增加到2021年的5443萬(wàn)輛，銷(xiāo)售量從2017年的2943萬(wàn)輛增加到2021年的4100萬(wàn)輛。由于兩輪電動(dòng)車(chē)產(chǎn)品價(jià)格較低，適合中、小型城市和縣鄉(xiāng)市場(chǎng)的用戶(hù)，未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊，有利于促進(jìn)鈉離子電池需求量的增長(zhǎng)。當(dāng)前電動(dòng)兩輪車(chē)、A00級(jí)電動(dòng)車(chē)受鋰離子電池價(jià)格上漲的影響，選擇性?xún)r(jià)比較高的鈉離子電池進(jìn)行替代，隨著電動(dòng)兩輪車(chē)、A00級(jí)電動(dòng)車(chē)的不斷發(fā)展，鈉離子電池的需求量向好發(fā)展，同時(shí)，鈉離子電池可利用廉價(jià)的鈉鹽取代鋰鹽作為電池關(guān)鍵原料,已經(jīng)成為新一代儲(chǔ)能電池研究的熱點(diǎn)，在快速發(fā)展的儲(chǔ)能領(lǐng)域，鈉離子電池有望成為重要的技術(shù)路線之一。在2017-2021年中，我國(guó)鈉離子電池供給量和需求量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，其市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)不斷下降，從2017年的7.14億元/GWh下降到2021年的6.66億元/GWh。目前，我國(guó)鈉離子電池處于發(fā)展前期，還未形成基本的產(chǎn)業(yè)鏈。從專(zhuān)利申請(qǐng)量來(lái)看，在2017-2021年間，中國(guó)鈉離子電池專(zhuān)利申請(qǐng)量整體上處于上升趨勢(shì)，其中2020年受疫情影響，鈉離子電池的申請(qǐng)量有小幅下降，較2019年減少33項(xiàng)，根據(jù)IP管家統(tǒng)計(jì)，2022年1-11月的申請(qǐng)量達(dá)到了1379項(xiàng)，可見(jiàn)，鈉離子電池逐步受到各方面的重視，未來(lái)市場(chǎng)占有率也將逐步提升。三、企業(yè)格局：企業(yè)重視產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)投入，鈉離子電池技術(shù)得到一定突破鈉離子電池作為一種新的電池技術(shù)路線，吸引眾多鋰離子電池企業(yè)入場(chǎng)布局，其中布局鈉離子電池技術(shù)的公司就有寧德時(shí)代、鵬輝能源等等。從企業(yè)營(yíng)業(yè)收入來(lái)看，寧德時(shí)代營(yíng)業(yè)收入在2017-2021年間呈現(xiàn)逐年上升的走勢(shì)，其中2021年漲幅最大，主要是因?yàn)闃I(yè)務(wù)規(guī)模增長(zhǎng)、產(chǎn)銷(xiāo)量提升帶動(dòng)營(yíng)業(yè)收入相應(yīng)增長(zhǎng)，而毛利率受部分原材料價(jià)格上漲的緣故，則處于不斷下降的狀態(tài)。鵬輝能源營(yíng)業(yè)收入整體也處于不斷增長(zhǎng)的狀態(tài)，但是增長(zhǎng)幅度與寧德時(shí)代相比較低，其毛利率雖然整體處于下降趨勢(shì)，但是在2019年有明顯的上升趨勢(shì)，這主要受公司ETC業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)，帶動(dòng)了企業(yè)毛利率的從研發(fā)投入來(lái)看，寧德時(shí)代的研發(fā)投入從2018年的19.91億元增加到2021年的76.91億元，其中2021年研發(fā)費(fèi)用占總營(yíng)業(yè)收入的比重達(dá)到了5.90%；鵬輝能源的研發(fā)投入整體處于小幅上升的狀態(tài)，到2021年研發(fā)投入為2.46億元，占總營(yíng)業(yè)收入的比重達(dá)到了4.33%。由于兩家公司高度重視產(chǎn)品和技術(shù)工藝的研發(fā)，隨著鋰電池行業(yè)發(fā)展受限，對(duì)于作為替代品的鈉離子電池來(lái)說(shuō)，將會(huì)受到企業(yè)的重視，大力推動(dòng)該產(chǎn)品的發(fā)展。從鈉離子電池研發(fā)情況來(lái)看，寧德時(shí)代為平衡資源、成本及碳足跡等潛在問(wèn)題，開(kāi)發(fā)鈉離子電池，目前，已經(jīng)發(fā)布了第一代鈉離子電池，為了充分發(fā)揮鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)，迎合市場(chǎng)的需要，該企業(yè)加大了研發(fā)投入力度，促進(jìn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)，進(jìn)一步提高能量密度及綜合性能。鵬輝能源是基于鈉成本和資源優(yōu)勢(shì)，研發(fā)高性能鈉離子電池，目前，已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，未來(lái)將進(jìn)一步提升鈉離子電池的能量密度、循環(huán)壽命及低溫性能，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。四、發(fā)展趨勢(shì)：隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升，鈉離子電池未來(lái)發(fā)展前景廣闊1、鈉離子電池生產(chǎn)技術(shù)不斷成熟，規(guī)模量產(chǎn)有望實(shí)現(xiàn)由于鈉離子電池的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與鋰離子電池相同，因此，鈉離子電池可以借鑒鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，極大的簡(jiǎn)化鈉離子電池的生產(chǎn)工序。但是由于鈉離子半徑要比鋰離子大70%，導(dǎo)致鈉離子電池能量密度不足，為此，相關(guān)企業(yè)紛紛加大研發(fā)投入力度，鈉離子電池應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題被逐漸攻克，前期制約鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的正負(fù)極材料均已實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，層狀氧化物正極+碳基負(fù)極+有機(jī)電解液體系的鈉離子電池即將邁入到商業(yè)化階段，有望實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。同時(shí)，鈉離子電池的原材料成本相對(duì)于鋰離子電池具有天然的優(yōu)勢(shì)，尤其是在碳酸鋰價(jià)格處于高位的情況更為顯著，鋰離子電池成本居高不下將推動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加速。2、鈉離子電池前景廣闊，跨界企業(yè)加速布局目前，我國(guó)鋰離子電池受原材料影響價(jià)格猛漲，相關(guān)企業(yè)成本增加導(dǎo)致盈利減少，為此，鋰電池相關(guān)企業(yè)選擇性?xún)r(jià)比較高的鈉離子電池來(lái)替代鋰離子電池發(fā)展。在資源方面，我國(guó)鈉資源儲(chǔ)量豐富，分布廣泛，與鋰資源相比能很好的減少對(duì)國(guó)外資源的需求。在價(jià)格方面，由于鈉離子電池正極用銅鐵錳，負(fù)極用無(wú)煙煤做的碳，整體電芯成本低于鋰電池，并不會(huì)像鋰離子電池一樣受到原