解析寧德時代新發佈鈉離子電池:低溫性能和快充優勢明顯,續航略低

7月29日,寧德時代(300750.SZ)正式發佈第一代鈉離子電池。寧德時代在正負極材料、電解液等方面進行了技術創新和突破,使得產品的電芯單體能量密度達到全球最高水平;常溫下充電15分鐘,電量可達80%;熱穩定性超越了國家動力電池強標的安全要求。

總體來看,第一代鈉離子電池的能量密度略低於目前的磷酸鐵鋰電池,但在低溫性能和快充方面具有明顯優勢,特別是在高寒地區高功率應用場景。

受此消息影響,寧德時代當天股價上漲6.05%。鈉離子電池板塊漲5.13%,鵬輝能源(300438.SZ)、欣旺達(300207.SZ)漲超10%,*ST猛獅(002684.SZ)、中鹽化工(600328.SH)、中國長城(000066.SZ)、翔豐華(300890.SZ)漲超5%,格林美(002340.SZ)、容百科技(688005.SH)、聖陽股份(002580.SZ)跟漲。

電芯單體能量密度全球最高水平

充電15分鐘電量80%

寧德時代研究院副院長黃起森在發佈會上表示,行業內對鈉離子電池的正負極材料進行了許多探索。在正極材料方面,目前具有潛在商業化價值的有普魯士白和層狀氧化物兩類材料,它們的克容量已達到160mAh/g,與現有的鋰離子電池正極材料相當。

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寧德時代在前人的研究基礎上,創新性地對材料的體相結構進行電荷重排,對材料表面進行重新設計,解決了材料在循環過程中容量快速衰減這一世界性的難題,使創新的材料具備了產業化的條件。

在負極材料方面,由於鈉離子無法像鋰離子一樣在石墨層間自由穿梭,寧德時代開發了能夠讓大量的鈉離子存儲和快速通行,具有獨特孔隙結構的硬碳材料,整體性能指標與現有的石墨相當。

在電解液方面,寧德時代開發了適配上述正負極材料的新型獨特電解液體系,在制造工藝方面可以與目前的鋰離子電池制造工藝和設備相兼容。

黃起森表示,基於以上技術創新和突破,寧德時代開發的第一代鈉離子電池的電芯單體能量密度已經達到160Wh/kg,這是目前全球最高水平;在常溫下充電15分鐘,電量就可以達到80%,具備快充能力;在零下20°C低溫環境下,仍然有90%以上的放電保持率;同時在系統集成效率方面,也可以達到80%以上,優異的熱穩定性,已經超越了國家動力電池強標的安全要求。

總體來看,第一代鈉離子電池的能量密度略低於目前的磷酸鐵鋰電池,但在低溫性能和快充方面具有明顯優勢,特別是在高寒地區高功率應用場景。

鈉離子電池與鋰離子電池兼容互補

目前混合使用是最優解

短時間內,鈉離子電池能夠取代鋰離子電池嗎?寧德時代給出的答案是:兩者混合使用才是目前的最優解。

曾毓群在發佈會上指出,鈉離子電池在低溫性能、快充以及環境適應性等方面擁有獨特優勢,與鋰離子電池相互兼容互補。

鈉離子電池最大優勢在於制造成本低。據中科海納數據,鈉資源在全球范圍都有分佈,價格在每千克2元左右;而鋰資源75%集中分佈在美洲,每千克150元左右。集流體選擇方面,鈉離子電池正負極集流體均為更便宜的鋁箔,而鋰離子電池負極集流體必須為銅箔。

中科海鈉測算,受益於材料成本更低,鈉離子電池較鋰離子電池成本通常低30%-40%。此外,鈉離子電池電化學性能相對穩定,更具安全性;鈉離子電池的充電速度快。

但鈉離子電池的能量密度僅為鋰離子電池的50%左右。中信證券指出,當前鈉離子電池電芯單體能量密度僅為120Wh/kg,明顯低於磷酸鐵鋰電池的180Wh/kg和三元電池的240Wh/kg。

循環壽命方面,鈉離子電池當前循環次數最高約為1500次,顯著低於磷酸鐵鋰電池的6000次與三元電池的3000次。

寧德時代在電池系統集成方面開發了AB電池解決方案,與鋰離子電池的集成混合共用,可以將鈉離子電池與鋰離子電池同時集成到同一個電池系統裡,將兩種電池按一定的比例和排列進行混搭、串聯、並聯、集成。

通過BMS(電池管理系統)的精準算法進行不同電池體系的均衡控制,可以實現取長補短,既彌補了鈉離子電池在現階段的能量密度短板,也發揮出了它高功率、低溫性能的優勢。這樣的鋰-鈉電池系統能適配更多應用場景。

黃起森最後表示,鈉離子電池將開辟出一條新的商業化電池路線,圍繞產業鏈部署創新鏈,圍繞創新鏈佈局產業鏈,寧德時代已經開始進行鈉離子電池的產業化佈局,計劃於2023年形成基本產業鏈。

鈉離子電池市場空間超500億元

目前尚處於導入階段

今年上半年,我國三元鋰電池裝機量30.2GWh,同比累計上升139%;磷酸鐵鋰電池裝機量22.2GWh,同比累計上升368.5%。兩者合計占據了99.8%的動力電池市場份額。

在新能源汽車的推動下,預計今後幾年,中國動力鋰電池市場規模將超過千億元。

2018年6月開始實施的《關於調整完善新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》,通過補助措施表明對新能源汽車電池能量密度的更高要求,低端鋰電產能過剩逐漸被淘汰。

而能量密度低、循環次數少的鈉離子電池,同等容量下比傳統鉛酸電池體積更小、重量更輕,且循環壽命更長,適合續航和電池循環次數要求更低的低速電動車。

中信證券表示,鈉離子電池在資源豐富度、成本方面優勢明顯,未來幾年,隨著技術走向成熟、產業鏈逐步完善,有望在儲能等領域實現商業化應用,對鋰離子電池、鉛酸電池等成熟的儲能技術形成一定的補充。

業內人士指出,鈉離子電池技術有望在能量密度要求較低的儲能、工程機械、通信基站、兩輪車等場景實現商業化,而鋰離子電池很難同時支撐電動汽車和規模儲能兩個市場。在儲能市場,鈉離子電池的應用前景較為廣闊。

不過目前鈉離子電池行業仍處在導入階段,工程化設備、供應鏈配套等暫未形成,產品性能、成本控制及適配應用場景等有待進一步檢驗。中信證券認為,目前由於產業鏈處於初期,鈉離子電池三年以內很難大規模生產。

廣發證券殷中樞團隊預計,2025年國內鈉離子電池潛在應用場景需求量為123GWh,以磷酸鐵鋰電池價格計量,對應537億元左右的市場空間。

機構看好鈉離子電池

多家上市公司佈局產業鏈

多家證券機構均看好鈉離子電池在儲能方面的應用,認為這一技術有望在能量密度較低要求的儲能、工程機械、通信基站、兩輪車等場景實現商業化,對鋰離子電池、鉛酸電池等成熟的儲能技術形成一定的補充。

值得一提的是,7月23日,發改委、能源局在新型儲能發展指導意見中,提出加快鈉離子電池等技術開展規模化試驗示范。業內人士認為,這是政策推動鈉離子電池產業加快發展的重要信號。

除了寧德時代,多家A股上市公司也對鈉離子電池產業鏈進行了佈局:

華陽股份(600348.SH)4月14日公告稱,全資子公司新陽能源擬投資新建“鈉離子電池正極材料千噸級生產項目”“鈉離子電池負極材料千噸級生產項目”,投資額分別不超過8000萬元和6000萬元。

山東章鼓(002598.SZ)在互動平臺表示,公司投資的新疆喀什安德新材料,擁有基於PPS體系的鈉離子固態功能膜片的材料合成以及幹法自支撐膜片制造技術。

容百科技在互動平臺表示,已在鈉離子電池正負極材料方面開展研究。

格林美表示,已經完成鈉離子電池材料研發工作,樣品送至下遊客戶進行測試。

鵬輝能源已經生產出鈉離子電池樣品,6月份進行中試,預計年底批量生產。

*ST猛獅與客戶合作完成交付小批量18650圓柱鈉離子電芯。

博眾精工(688097.SH)擁有專利鈉離子電池頂橋焊接機構。

華陽股份(600348.SH)4月14日公告稱,全資子公司新陽能源擬投資新建“鈉離子電池正極材料千噸級生產項目”“鈉離子電池負極材料千噸級生產項目”,投資額分別不超過8000萬元和6000萬元。

山東章鼓(002598.SZ)在互動平臺表示,公司投資的新疆喀什安德新材料,擁有基於PPS體系的鈉離子固態功能膜片的材料合成以及幹法自支撐膜片制造技術。

容百科技在互動平臺表示,已在鈉離子電池正負極材料方面開展研究。

格林美表示,已經完成鈉離子電池材料研發工作,樣品送至下遊客戶進行測試。

鵬輝能源已經生產出鈉離子電池樣品,6月份進行中試,預計年底批量生產。

*ST猛獅與客戶合作完成交付小批量18650圓柱鈉離子電芯。

博眾精工(688097.SH)擁有專利鈉離子電池頂橋焊接機構。

紅星新聞記者 吳丹若

實習編輯 餘冬梅

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