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作者 | 韩哲熙;编纂 | 张麟
近些年来,在锂离子能源电池市场势头正旺的同时,环抱着“新型电池”钠离子电池的新一轮军备比赛也在展开。
例如锂电巨头宁德时期屡次在地下平台表现要在2023年完成钠离子电池的产业化。虽然各家公司还未真正意义上完成钠离子电池的范围量产,但钠离子电池的指标市场(储能与低速电动车)曾经非常明晰,代替铅酸,增补锂电的市场定位成为行业共鸣。
钠与锂是本家元素,两者化学性质类似,钠离子电池与锂离子电池的结构也根本统一,均由正极、负极、电解液、隔阂等组成,其中正极资料有层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝(白)类化合物、聚阴离子化合物三种主流技术线路,负极资料以硬碳和软碳为主。
钠离子电池产业转机产生在2010年后,彼时钠离子电池的研发取得停顿,国际外钠离子电池的商业化过程开始提速,相干守业公司涌现,2017年国际第一家钠离子电池守业企业中科海钠注册成立。
个别以为,钠离子电池在明天能从新衰亡次要是锂电池原资料价钱飙升致使的。锂离子电池虽然技术、产业成熟度高,但锂资源储量少且散布不均,美国地质勘探局考察数据显示,寰球超过一半(约53%)的可开发锂资源储量集中在南美洲,中国作为能源电池制作大国只占14%。
相同,钠资源的储量丰硕,是锂元素的一千多倍,且资源散布均匀,在地壳和陆地中便可获取。
生意社最新数据显示,往年8月底,电池级碳酸锂的价钱已涨至49.2万/吨,近乎去年年终价钱的10倍,且可能全年维持高位。原资料本钱,再加之铝箔交换铜箔和负极本钱,按照测算,钠离子本钱较磷酸铁锂电池能够低30%摆布。
因此,为减缓下游原资料价钱下跌的压力和可能酿成的策略资源要挟,在市场和政策两方面的助推下,钠离子电池商业化成为必定。
就机能特征而言,除本钱劣势外,钠离子电池还更为平安不乱,在高/高温环境下比锂离子电池有更好的机能表示。目前主流钠离子电池厂商开发的一代产品能量密度区间为100-160Wh/kg,和磷酸铁锂的能量密度区间存在部份重合。
各化学体系电池机能目标比较 图片来源:高工产研锂电钻研所(GGII)
反应到市场下去看,小牛电动CEO李彦已于往年8月表现,公司将于2023年推出钠离子两轮电动车,这是出于降本的斟酌。政策层面,往年8月科技部等九部门印发《科技撑持碳达峰碳中和实行计划(2022—2030年)》,明白提出研发液态钠离子电池储能、液流电池储能等高效储能技术。工信部同月发文,提出要增强新型储能电池产业化技术攻关,放慢研钠离子电池等新型电池。中信证券最新研报预计,到2025年钠离子电池市场范围将达百亿。
因为钠离子电池和锂离子的电池不同次要体当初正极资料、负极资料、电解液和集流体四个方面,因此本文接上去将根据电池制作厂商和电池症结资料供给商两个大类,并在症结资料大类下细分正极资料、负极资料、电解液和集流体四个小类,对波及钠离子电池业务的企业进行分类梳理并提供剖析。(部份电池制作商和资料供给商业务有堆叠,碍于篇幅暂归到电池制作商种别下梳理,后续再也不独自列出)
钠离子电池产业链 图片来源:方正证券
钠离子电池制作商
目前,国际规划钠离子电池业务的企业大抵能够分为两大类,分别是以宁德时期、欣旺达和亿纬锂能等为代表的锂电巨头企业,和以中科海钠、众钠动力等为代表专一于钠离子电池畛域的初创企业。
关于锂电池一线厂商而言,开展钠离子电池业务次要是出于抢占新兴市场先机的考量。而钠离子电池初创企业则次要背靠国度钻研院、高校科研团队,业务标的目的更为聚焦,且产品过程相较于锂电池厂商没有显著的后进。
宁德时期
宁德时期新动力科技股分无限公司成立于20十一年,是国际以及寰球当先的能源电池龙头企业,其能源电池装机量延续五年寰球第一。宁德时期从2016年开始请求钠离子电池专利,专利波及正负极活性物资,正负极极片,电池模块等方面,现有钠离子电池技术相干专利20余项。
2021年7月29日,宁德时期公布了第一代钠离子电池,正极采取普鲁士白资料,负极采取硬碳资料,电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上。目前这款电池尚无量产,宁德时期的指标是将下一代钠离子电池能量密度晋升至200Wh/kg以上,并在2023年推动钠离子电池完成产业化。
另外,宁德时期还推出了锂钠混搭电池包,以补救钠离子电池在现阶段的能量密度短板,同时发扬其高功率、高温机能好的劣势。
欣旺达
欣旺达电子股分无限公司创建于1997年,是锂离子电池畛域的领军企业。公司具有钠离子电池补钠的办法、钠离子电池及其制备办法等多项专利,与南开大学协作设立院士任务站,独特钻研新型钠离子电池等症结资料及技术。目前暂未量产钠离子电池。
中科海钠
中科海钠科技无限责任公司成立于2017年2月,技术来自中科院物理所效果转化,在症结资料方面已获国际外专利近三十个,处于国际当先位置。往年4月,公司获取A+轮融资,华为此轮入股成为中科海钠第三大股东。
正负极资料分别选用钠铜铁锰氧化物和无烟煤基软碳,钠离子电池的能量密度目前已达到145 Wh/kg,循环寿命达4500次以上,任务电压为3.2V,任务温度为-40℃-80℃,具备快充才能,160Wh/kg下列为指标运用场景。中科海钠现已投运钠离子电池低速电动车、100 kW·h钠离子电池储能示范电站,往年6月,中科海钠1MWh钠离子电池光储充智能微网零碎,在山西太原投运。
现有钠离子电池正负极资料百吨级中试线及兆瓦时级电芯线。在建两条范围量产线,第一条与三峡动力、三峡资本和安徽省阜阳市政府协作,布局钠离子电池产能5GWh,第一期范围为1GWh已于往年7月落成;第二条产线与华阳股分协作,布局1GWh钠离子电池pack产能方案往年投产。
众钠动力
江苏众钠动力科技无限公司成立于2021年1月,由姑苏大学、南大、厦门大学、福州大学、浙大及中科院纳米所等高校的联席迷信家团队组建,往年3月获由碧桂园创投独家领投的新一轮融资。
众钠动力的中心专利技术为高机能正极资料制备办法,正极其聚阴离子型铁基资料与碳基复合资料,负极其商业化硬碳,产品为硫酸铁钠电池,运用场景包罗大范围储能、低速电开工具等畛域。
众钠动力现处于中实验证阶段,已与多家上游客户达成策略协作,第一代量产产品将于年内启动交付,方案在2023年进入量产阶段,2023年电芯产能布局达GWh级。
立方新动力
湖南立方新动力科技无限责任公司创建于2013年十一月,主营锂离子电池业务,2016年开始规划钠离子电池研产生产。2021年9月获青橙资本A+轮融资。
2022年4月,立方新动力公布第一代钠离子电池,采取自主分解层状氧化物正极和商用高首效硬碳负极,软包单体电芯重量能量密度可到140Wh/kg,拥有240Wh/L的体积能量密度,常温下充电15分钟电量可达80%以上,-20℃高温环境下,可放出88%以上的容量。
立方新动力现已收到多个客户的样品及量产定单,用于中低速电动车、电动大巴及家用储能等畛域。公司方案于往年6月开始小批量出产,2023年开始大批量出产,第二代钠离子电池产品也已在开发中。
贲安动力
贲安动力成立于2017年,是一家跨国企业,在新加坡、中国、美国及澳大利亚设有子公司,在中国江苏和贵州设立电池制作和电池资料量产基地。次要从事水系钠离子资料研发、水系钠盐电池出产制作,提供水系钠盐电池储能零碎解决计划,由其研产生产的水系钠盐电池,正极采取普鲁士蓝资料,负极采取钛酸盐,以水作为电解液,运用于固定式储能畛域。
2018年贲安动力在中国上海建成为了年产量20MWh的流水线。2019年贲安水系钠盐电池产品完成欧洲户用储能市场MWh销售。2021年,贲安无锡工厂具备100MWh水系钠盐电池的出产才能。指标在2023年前扩产至GWh产能。
鹏辉动力
广州鹏辉动力科技股分无限公司成立于2001年,主营储能锂离子电池出产制作。2021年10月,鹏辉动力公布布告,为驾驭钠离子电池开展机遇,规划钠离子电池资料(硬碳负极资料)产业链,公司投资了硬碳负极资料企业成都佰思格。鹏辉动力的钠离子电池使用磷酸盐类钠正极和硬碳体系负极,目前在测试阶段,已实现小批量试产,并送样上游客户使用,大略年底进入批量出产。
2022年6月,鹏辉动力与三峡电能就钠离子电池联结研发和储能示范名目达成初步协作动向。
星空钠电
辽宁星空钠电电池无限公司成立于2018年1月,公司以钠离子储能及智能微电网技术为中心带能源,组建了由5位国际外资料畛域顶尖院士、9位博导、50位博士团队构成的电力储能钻研院。技术线路方面,星空钠电正极采取铁基普鲁士蓝资料,负极采取硬碳。2019年1月,星空钠电对外宣告其世界首条钠离子电池出产线投入运转。
传艺科技
江苏传艺科技无限公司成立于2007年,主营业务为输出类装备和印制电路板(PCB)两大类消费电子零组件制作,钠电业务起步于2018年,2022年6月,传艺科技布告称拟设立孙公司传艺钠电专事钠离子电池业务。中心技术团队在电池行业拥有 10 年以上任务教训,开创人邹伟民现任姑苏大学化学化工学院产业传授。
技术线路上,传艺科技正极涵盖层状氧化物和聚阴离子化合物,负极采取硬碳。传艺科技钠离子电池名目现已实现小试,完成了正极比容量 140mAh/g,负极比容量 300mAh/g,单体 145Wh/kg的能量密度,4000 次的循环次数,-20 ℃环境下大于 88%的容量放弃率等后果。中试和量产等环节正在建立中,方案在2023年实现2GWh投产,二期布局产能8GWh。
山东章鼓
山东省章丘鼓风机股分无限公司始建于1968年,主营鼓风机业务,2021年出资400亿参股喀什安德。喀什安德成立于2020年,努力于新型半固态、固态电解质膜的开发和运用,钠离子电池正极采取磷酸钒钠,负极采取硬碳。2021年8月,山东章鼓在互动平台表现,钠离子电池次要作为部份锂离子电池高温增补使用,而且钠离子电池同锂离子电池共线出产。目前锂/钠离子电池出产线曾经能够进行电池量产。
正极资料供给商
相似于锂离子电池,正极资料一样是钠离子电池电化学机能和本钱的抉择性要素,但不同的是,钠离子电池正极资料还处于研发阶段,技术线路更多,主流的有层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝(白)类化合物和聚阴离子化合物三种,目前市场还在环抱着这三种线路做规划和尝试。
层状过渡金属氧化物拥有能量密度高的劣势,但循环寿命和平安性较差,原资料本钱相对于较高,中科海钠和钠翻新动力的正极资料采取的是金属氧化物体系。普鲁士蓝(白)类化合物一样能量密度高,但因为在分解过程当中会发生结晶水,对电池的工艺制作是很大的技术应战,目前次要有宁德时期在规划。聚阴离子化合物能量密度低,但在本钱、平安性和循环寿命上更有劣势,合适用于储能场景,目前有守业企业珈钠动力和众钠动力在规划。
另外,因为钠离子电池的产线和锂离子电池的产线兼容度高,因此也有不少锂电三元资料厂商将其三元资料制作工艺和设备才能复制到钠离子电池上,拓展新增业务。以高镍龙头容百科技为例,往年7月,容百科技公布策略公布会,宣告规划高镍三元正极、磷酸锰铁锂和钠电池三条技术线路,并方案转型成为全市场掩盖的正极资料综合供给商。
钠翻新动力
浙江钠翻新动力无限公司成立于2018年5月,技术来自上海交通大学马紫峰传授组建的研发团队,现有受权专利20余件,2021年实现亿元级Pre-A轮融资,电动三轮车企业淮海新动力为新增股东。
钠翻新动力聚焦于产业下游资料,中心产品为钠离子电池正极资料和电解液,提供钠离子电池电芯及其BMS设计计划,电芯能量密度可达130-160Wh/kg,任务温度为-40℃-55℃,循环寿命超5000次,由钠翻新动力所开发的正极资料和电解液已经过国际多家电池制作商验证。其正极资料以钛酸钠基层状氧化物为主,近些年在聚阴离子化合物正极资料畛域取得停顿,开发有磷酸钒钠和磷酸锰钒钠。负极资料与神华协作,采取硬碳。
钠翻新动力现已建成吨级正材资料出产示范线,方案于往年完成3000吨正极资料和5000吨电解液的投产,在将来的3-5年内,分期建立8万吨正极资料和配套电解液出产线。2021年7月,爱玛科技联结钠翻新动力公布钠离子电动车,首批100万辆方案在往年上市。
珈钠动力
深圳珈钠动力科技无限公司成立于2022年4月,技术团队来自武汉大学曹余良传授率领的研发团队,往年8月实现顺为投资数千万元天使轮融资。
珈钠动力是一家钠离子电池症结资料出产商,次要产品包罗聚阴离子型钠离子电池正极资料和生物资硬碳负极资料,以范围化储能、低速两轮车和备用电源为指标市场,珈钠动力目前出产的正极资料组装成的钠离子电池能量密度可达到100Wh/kg-十二0Wh/kg。
珈钠动力现处于小中试阶段具备早期产业化、十千克级的产品制备实力,并已送样给电池头部企业进行全电池测试、验证。据理解,珈钠动力正在规画百吨级的中试线,预计明年4月完成中试线产品不乱输入。
容百科技
宁波容百新动力科技股分无限公司成立于2014年,是国际锂电三元正极资料龙头企业,目前次要针对钠离子电池正极资料的两大主流标的目的普鲁士白和层状氧化物进行规划,主推层状氧化物资料。其中普鲁士白正极资料能量密度在60Wh/kg-160Wh/kg,产能已达6000吨摆布;层状氧化物正极资料能量密度在100Wh/kg-200Wh/kg不等,方案2022年底开发实现,2023年上半年达到3.6万吨产能,指标到2025年,出货量达到10万吨以上一年。
当升科技
北京当升资料科技股分无限公司成立于2001年,是三元正极资料龙头企业,有专门的研发团队发展钠离子电池症结资料的研发。2022年7月,当升科技公布层状氧化物正极资料新品,比容量达到177.2mAh/g,首效倍率抵达91.3%。当升科技表现其新一代钠电资料可与以后锂电池多元资料共用出产线,预计在2023-2024年完成量产。
振华新材
贵州振华新资料股分无限公司成立于2004年,专一锂电正极资料的研发,主攻单晶三元技术线路,钠离子电池正极资料是将来重点规划标的目的之一。振华新材钠离子电池采取层状氧化物线路,可与现有三元资料产线进行切换,其钠离子电池正极资料正处于中试阶段,并向国际主流钠离子电池企业进行吨级送样。
格林美
格林美股分无限公司成立于2001年,是能源电池回收和三元先驱体畛域的龙头企业,2019年开始格林美启动钠离子电池资料的技术规划,其技术线路包罗普鲁士蓝和层状氧化物,公司产品正与多家上游客户进行认证。
厦钨新能
厦门厦钨新动力资料股分无限公司成立于2016年,主营锂电池三元正极资料研产生产,具备钠离子电池正极层状资料中量试出产技术,其钠电池正极资料处于送样验证阶段。
负极资料供给商
与锂离子电池的负极资料以人造石墨为主不同,因为钠离子半径更大,难以嵌入到间距很小的石墨层间与碳造成不乱的化合物,因此钠离子电池的负极资料以硬碳和软碳为主。
目前市场上的企业大部份选择硬碳资料,宁德时期开收回了拥有共同孔隙构造的硬碳资料,锂电负极资料龙头贝特瑞具备硬碳资料量产才能,璞泰来、翔丰华正推动中试任务。而中科海钠则选择无烟煤基软碳资料,并与无烟煤龙头企业华阳股分协作,用无烟煤副产品煤泥作为负极软碳先驱体,拥有本钱劣势,现已处于量产阶段。
珈钠动力
生物资硬碳负极资料是珈钠动力除聚阴离子正极资料外的另外一业务重点,按照不同原料和制备工艺可分为三代产品:第一代低本钱生物资硬碳负极资料,比容量为280mAh/g摆布;通过除杂的第二代硬碳负极资料,比容量在330mAh/g摆布;第三代高端定制硬碳负极资料,比容量可达400mAh/g摆布。三种线路负极资料的产业化过程正在分步实行。
贝特瑞
贝特瑞新资料团体股分无限公司成立于2000年,是国际锂电池负极资料的龙头企业,2009年摆布开始规划硬碳、软碳等负极资料,有专职团队担任硬碳研发,现已实现十余篇的原创中心技术规划,具备硬碳和软碳资料的量产才能。
华阳股分
山西华阳团体新能股分无限公司成立于1999年,前身为阳泉煤业(团体)股分无限公司,无烟煤资源贮备丰硕,2020年摆布更名并新增钠离子电池资料业务,现为中科海钠的第二大股东。由华阳团体自主研发的纳米超纯碳技术,可将无烟煤副产品煤泥作为钠电负极软碳先驱体。华阳团体和中科海钠协作拔取的技术线路为铜基层状氧化物+软碳负极,民间材料显示,华阳团体1GW范围Pack电池出产线及电芯厂将于2022Q3投产,并无望在将来扩张至10GW。电解液方面,华阳在2021年9月和多氟多就六氟磷酸钠名目达成协作。
翔丰华
深圳市翔丰华科技股分无限公司成立于2009年,是一家锂离子电池负极资料计划提供商,出货量位居前列。针对钠离子电池,翔丰华开发了高机能硬碳负极资料,目前正在相干客户测试中,将来将推动硬碳等新产品的中试及量产。
电解液供给商
钠离子电池的电解液和锂离子电池的电解液大体类似,最大的区分在于电解质由六氟磷酸锂变成六氟磷酸钠,因此现有的六氟磷酸锂龙头企业能够经过产线切换在该畛域取得先发劣势,多氟多现具备千吨六氟磷酸钠出产才能,并已为市场批量供货,新宙邦、石大胜华、永太科技等也均有业务规划,目前正在推动中。另外,钠翻新动力是钠离子电池电解液畛域少有的守业企业,目前已有5000吨电解液投产。
钠翻新动力
钠翻新动力聚焦于产业链下游资料端,在钠离子电池电解液畛域具有专利技术规划,中心产品为钠离子电池正极资料和电解液,其电解液产品合用于正极其三元层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝化合物、磷酸钒钠的钠离子电池。2022年1月钠翻新动力与浙江医药、中欣氟材、浙江宏达发展协作,共建钠离子电池电解液名目 。
多氟多
多氟多新资料股分无限公司成立于1999年,是国际当先的锂离子电池电解液厂商,产品以六氟磷酸锂为主。钠离子电池资料方面,多氟多具有从六氟磷酸锂产线疾速切换至六氟磷酸钠产线的工艺技术,具备千吨六氟磷酸钠出产才能,并已为市场批量供货,钠离子电池的正负极资料在中试形态,多氟多河南焦作基地现正筹建1GWh钠离子圆柱电池出产线。
华盛锂电
华盛锂电成立于1997年,是一家专一于锂电池电解液添加剂研发、出产和销售的高新技术企业。据伊维经济钻研院统计的2020年寰球电解液添加剂企业市场份额数据统计,华盛锂电以20.89%的市场占有率排名第一。
9月14日,华盛锂电表现公司新增“钠离子电池”概念业务。方案研发双草酸硼酸钠和双氟磺酰亚胺钠为钠离子电池产品,但目前该产品仍处于试验室钻研阶段,仅小批量试出产,尚不具备范围化、工业化的出产才能。
中欣氟材
中欣氟材成立于 2000 年 8 月,位于杭州湾上虞经济技术开发区,是一家从事医药两头体等精密化学品研发、出产的国度重点高新技术企业。公司深耕氟精密化工畛域20多年,已成为“萤石-氢氟酸-含氟精密化学品”氟精密化工全产业链龙头企业目前,中欣氟材正在踊跃规划六氟磷酸钠、LiFSI等新资料业务,将环抱策略开展指标,在稳固原有劣势畛域的同时,踊跃加大钠离子电池相干产品的研发投入。
集流体供给商
集流体属于电池中的非活性资料,虽不间接参预电化学反映,但对电极的任务机能会发生首要影响。在锂离子电池中,为防止铝和铁在低电势前提下产生合金化反映,正极集流体为铝箔,负极集流体为铜箔,钠离子电池由于铝和钠不会产生合金化反映,因此能够正负极都用价钱更廉价的铝箔。
据悉,电池铝箔对工艺要求高、认证周期长,因此市场集中度也高,CR3高达70%,其中鼎胜新材市占率达44%,终年稳居行业第一,现有电池铝箔产能超10万吨,预计往年能够达到15万吨。另外,往年以来,锂电铝箔加工费继续走高叠加钠离子电池需要扩大,电池级铝箔市场泛起供不该求的状况。有剖析人士预计,跟着钠离子电池产业化减速,电池级铝箔需要量还将大幅攀升,铝箔企业扩产将成为行业将来趋向。
鼎胜新材
江苏鼎胜新动力资料股分无限公司成立于2003年,是国际电池级铝箔畛域的龙头企业,2021年公司电池级铝箔销量排名国际第一,客户包罗宁德时期、比亚迪、国轩高科、LG新动力、蜂巢动力、孚能科技等。目前公司电池级铝箔产能超10万吨,2022年底无望冲破15万吨,另有“年产80万吨电池箔及配套坯料名目”扩产方案。
万顺新材
汕头万顺新材团体股分无限公司成立于1998年,为国际环保包装资料、导电膜、高精度铝箔行业龙头企业。2018年开始规划电池级铝箔,客户包罗宁德时期、多氟多、欣旺达等。现具备铝箔产能4万吨,方案到2024年将具备17.2万吨电池级铝箔产量。
天山铝业
天山铝业团体股分无限公司成立于2010年,主营业务为原铝、氧化铝、高纯铝、预焙阳极以及铝深加工产品及资料的出产和销售,一体化水平高,在江阴建有范围22万吨的电池铝箔出产基地。
综上所述,钠离子电池最大的优点在于本钱低、平安和高下温机能好,因此特别合用于储能市场,当初也的确有企业明白表现将以储能市场作为公司主攻标的目的。不外,虽然指标市场曾经非常明晰,但在多种正极资料的选择和已选资料机能的改进上,行业显然还有一些技术困难尚待解决。
目前钠离子电池行业总体处在产业化早期,还未彻底完成范围量产,但已有不少企业(如中科海钠)将年内定为完成量产的期限,宁德时期也屡次表现要推动钠离子电池在2023年完成产业化,所以整体看来,钠离子电池正在走进范围化量产的前夜。 |
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