文｜能鏈研究院
曾經(jīng)黯然失色者，如今再度煥發(fā)榮光。
20世紀70年代，鈉電與鋰電同期起步。90年代，電化學電池體系確立，日本索尼率先將鋰離子電池投入市場，鋰電池的商用時代正式開啟。
而鈉電池，由于性能、效率不及鋰電池，被束之高閣。
隨著新能源車大規(guī)模普及，鋰電池進入高速增長期，上游鋰資源供不應求價格狂飆，導致成本大幅攀升，下游企業(yè)苦不堪言。
使用其它低成本的材料替代鋰鹽成為當務之急。
在此背景下，鈉離子電池再度出現(xiàn)在人們的視野當中。鈉不僅儲量豐富，提煉簡單，其原材料碳酸鈉價格長年處于3000元/噸以下水平，無疑是最佳的planB。
包括寧德時代、鵬輝能源等多家頭部企業(yè)大力研發(fā)鈉離子電池。
乘此東風，鈉電池已逐步由實驗室走向商業(yè)化應用階段。
可以說，成本是鈉離子電池重返市場的核心因素。
然而，進入2023年，在需求乏力、供給增加的雙重因素下，碳酸鋰價格斷崖式下跌，從56.8萬/噸的價格，跌至17.9萬/噸。
當前鈉電芯的材料成本約為0.427元/Wh，當碳酸鋰價格降低至20萬元/噸時，磷酸鐵鋰電芯的材料成本與鈉電芯的材料成本相當。
那么，是否意味著，依靠成本優(yōu)勢殺回來的鈉電池已成“雞肋”？
01 制衡鋰電、蠶食鉛酸
要弄清楚這個問題，我們需要更全面的了解鈉離子電池。
將其與鋰電池對比是一個較好的突破口。
首先，從儲量上來看，鋰在地殼中含量僅約0.0065%，豐度居第二十七位，而鈉在地殼中具有更高的豐度，約占地殼儲量的2.64%。
從開采提煉來看，鋰對品位、雜質以及提取技術要求較高，而鈉的提煉過程更為簡單。
從成本的角度來看，碳酸鈉長年處于3000元/噸以內水平，遠低于碳酸鋰。鈉離子電池可以使用較為便宜的鋁箔作為集流體材料，進一步節(jié)約成本。
綜上，鈉儲量豐富、提煉簡便，具備成本上的優(yōu)勢。
但是，這些優(yōu)勢不足讓鈉成為鋰的替代品，歸根結底，還得看鈉電池的性能究竟如何。
衡量電池性能的主要指標有能量密度，安全性，循環(huán)壽命，高低溫性能等。
從能量密度來看，在目前的技術條件下，鈉離子電池的電芯能量密度約為70-200Wh/kg，高于鉛酸電池的30-50Wh/kg，相較于三元鋰電的200-350Wh/kg有所遜色，但與磷酸鐵鋰電池的150-210Wh/kg有重疊范圍，且尚有較大的技術進步空間。
從安全性來看，得益于更高的內阻，鈉離子電池在短路狀況下瞬間發(fā)熱量少，熱失控溫度高于鋰離子電池，具備更高的安全性。在針對過充過放、針刺、擠壓測試時，鈉離子電池的安全性表現(xiàn)也讓人滿意。
從循環(huán)壽命來看，鉛酸電池表現(xiàn)較差，300-500次，三元一般在3000次以上，磷酸鐵鋰到3500次以上，而對于儲能市場要求達到4000-5000次以上，鈉離子電池可以達到3000次以上。
低溫表現(xiàn)方面，相比于鋰離子電池-20℃到60℃的工作溫度區(qū)間，鈉離子電池可以在-40℃到50℃的溫度區(qū)間正常工作，-20℃環(huán)境下容量保持率近90%，高低溫性能更優(yōu)秀。
倍率和快充性能方面，鈉離子電池具備更好的倍率性能，適合在快充、響應型儲能和規(guī)模供電等場景應用。
結合上述特點，鈉電整體性能與鋰電接近，能量密度稍遜，但低溫、安全和倍率性能突出，整體性能優(yōu)于鉛酸電池。
因此，鈉電池有望向上制衡鋰電、向下蠶食鉛酸市場。
02 碳酸鋰價格大跌后的尷尬局面
近年來，隨著新能源車滲透率大幅提升，市場對鋰電池需求十分旺盛。作為核心原材料的鋰鹽由于較為稀缺，開采周期較長，資本投入較大，出現(xiàn)供不應求的局面。
碳酸鋰價格一路飆升，從2020年4萬元/噸的一路上漲到2022年的11月的56.75萬/噸。
雖然新能源車進入成長周期，但是顯然，下游車企并沒有享受到這一紅利，利潤端被原材料及零部件廠商拿走，車企淪為打工人。
以碳酸鋰為例，具備頭部資源的鋰鹽廠成本僅6萬出頭，毛利率超過80%。
此時，作為鋰電池的最佳替代品鈉電池迎來發(fā)展機遇。
從成本競爭力考量，鉛酸電池成本約為0.427元/Wh，成本比較穩(wěn)定。以50萬元/噸碳酸鋰計算，磷酸鐵鋰電芯的材料成本約為0.627元/Wh。
以此來看，鈉離子電動車的成本較鋰電池電動車的成本下降空間少則數(shù)千，多則上萬。
以寧德時代為首的電池廠商開始大力發(fā)展鈉離子電池，2021年就已經(jīng)發(fā)布第一代鈉離子電池，中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源均推出性能優(yōu)異的鈉電池。
然而，進入2023年，在需求出現(xiàn)下滑、供給增加的雙重因素下，碳酸鋰價格斷崖式下跌，從56.8萬/噸的價格，跌至17.9萬/噸。
以成本優(yōu)勢再度重回視野的鈉離子電池面臨尷尬境地。
當前鈉電芯的材料成本約為0.427元/Wh，當碳酸鋰價格降低至20萬元/噸時，磷酸鐵鋰電芯的材料成本與鈉電芯的材料成本相當。
另一方面，由于處于產業(yè)發(fā)展初期，實際上，鈉離子電池實際成本遠高于0.427元/Wh，甚至高于磷酸鐵鋰電池。
曾毓群曾表示：由于是新興的電池技術，鈉離子電池不是剛推出來就很便宜，因為目前的供應鏈規(guī)模還很小，不夠成熟，鈉離子電池可能比鋰離子電池貴一些。
如果，不能大批量量產，通過規(guī)模化降本，鈉電池成本優(yōu)勢便無從談起。
那么，是否代表著鈉在電池舞臺的謝幕？
03 打開低成本、低能量密度的應用場景
從性能上來看，鈉電池不單單是鋰電池的替代品，對于鉛酸電池而言，威脅更大。
與鉛酸電池相比，在循環(huán)、成本、能量密度等方面都具有較為明顯的優(yōu)勢。
從成本的角度來看，如果未來鈉電池大規(guī)模量產后。鈉電芯的材料成本約為0.285元/Wh，低于0.40元/Wh的鉛酸電池成本。
更好的性能，更低的價格，鈉離子電池無疑是鉛酸電池的潛在威脅。在電池市場中，鈉離子的定位也越發(fā)清晰，核心便在于對能量密度要求不高的應用場景，而這塊，長久以來是鉛酸電池的根據(jù)地。
比如，兩輪車市場。
兩輪電動車帶電量為0.6Kwh左右，對電池性能要求不高，但對于價格敏感。
所有零件中，電池成本最高占比約25%-30%。雖然鋰電相比鉛酸電池擁有更好的性能，但鋰電原材料成本較鉛酸電池高出很多，鋰電電動車與鉛酸電動車的發(fā)展仍處于膠著狀態(tài)。
鈉離子電池的性能更介于二者之間，在能量密度上低于鋰電池，高于鉛酸電池，而導電性好、充放電快、耐低溫性強等方面比鉛酸電池也更有優(yōu)勢，如果未來大規(guī)模量產，其成本比起鉛酸電池更具備優(yōu)勢，滿足兩輪車價格敏感的特點，是替代兩輪鉛酸電池、鋰電池的良好選擇。
天風證券預測，到2025年，鈉電在兩輪車領域的滲透率20%，對鈉電池的需求有望達11GWh。
在汽車市場中，鈉離子電池同樣存在機會。
鈉電池有機會滲透的動力電池市場主要包括A00級、A0級以及A級三種電動車。具體來看，鈉電池可以滿足續(xù)航里程在400公里以下的新能源汽車車型的基本需求，400公里以下的新能源汽車車型主要包括A00和A0級別電動車車型，未來鈉電池能滿足的續(xù)航里程有望進一步提升至500公里，能夠覆蓋的車型則將進一步延伸至A型級別電動車。
2月23日，中科海鈉與汽車企業(yè)江淮集團合作，在江淮的主力車型思皓EX10花仙子上首次實現(xiàn)了鈉離子電池在樣車上的裝車。
4月16日，在奇瑞iCAR品牌之夜上，寧德時代宣布鈉離子電池將首發(fā)落地奇瑞車型。
天風證券預計2023-2025年鈉電池在A00級、A0級以及A級電動車市場的滲透率將逐年升高，2025年分別達到30%、20%、15%，2025年對鈉離子電池需求總量有望達到48.45Gwh。
在儲能方面，憑借成本優(yōu)勢和性能優(yōu)勢，鈉離子電池有望得到商用。
此外，電動叉車目前電池主要由鉛酸電池供電，循環(huán)壽命要求與低速電動車類似，1000次左右即可。電動叉車質量越重越好，對能量密度要求不高，鈉電池存在相對的優(yōu)勢。
04 協(xié)同大于競爭
如此看來，鈉電池與鋰電池之間的協(xié)同關系大于競爭關系。
在高能量密度的場景中，仍舊為鋰電的主戰(zhàn)場。
在成本限制較高與能量密度要求較低的應用場景上，鈉離子可以補足鋰電池的短板。
當然，這一切的前提還是規(guī)模化量產。
現(xiàn)階段，鈉離子電池處于發(fā)展初期階段，雖然具備良好的商用場景，但部分技術仍舊不成熟，材料工藝仍需進步。
但是，本著成本優(yōu)勢，以及適當?shù)膽脠鼍皝砜矗c電池未來頗具看點。
參考資料：
[1] 浙商證券，《性能和應用有望與鋰電互補，2023年將迎量產元年》
[2] 天風證券，《鈉電池深度：吐故“鈉”新，分庭抗“鋰”》