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巨头入局加速产业化,这个新能源细分领域将打开空间想象力——钱瞻研报2021年第28期刘彻的儿子

   日期:2023-09-25     浏览:39    评论:0    
核心提示:各位老铁,大家周末好!我是钱研君,每个周六,我都在公众号“道达号”上发布最新的研究成果——钱瞻研报。 市场热得发烫,钱研君已经不好总结。 在达哥手记文章下方,有粉丝朋友留言说错过了钱研君的翻倍股,讲

各位老铁,大家周末好!我是钱研君,每个周六,我都在公众号“道达号”上发布最新的研究成果——钱瞻研报。

市场热得发烫,钱研君已经不好总结。 在达哥手记文章下方,有粉丝朋友留言说错过了钱研君的翻倍股,讲真,今年钱研君挖掘的价值公司要比去年猛太多了!

一月的永福股份,三月初的斯达半导、士兰微、中颖电子,三月中旬的新乡化纤,4月初再次分享的长城汽车,当月中旬的中伟股份、星源材质、容百科技、鹏辉能源,5月的新雷能、全志科技等等,近期的就不再提及。

今年行情比较难做,但是找准方向,翻倍是有概率在我们身边出现的。下半年的才刚刚开始,抓紧主线各大分支,才能不负行情。

本周主题,依旧与新能源汽车相关!

2021年5月21日,宁德时代董事长宣布公司将于今年7月份左右发布钠离子电池。而早在2020年6月宁德时代成立21C实验室时,就把钠离子电池作为中短期的三个主要研究方向之一。

趁宁德时代还未宣布,钱研君本周就先来对钠离子电池进行扫描,到底钠离子电池和锂电池有何不同?纳资源相比锂资源,优势在哪里?未来发展是打嘴炮还是具有实际操作和意义?本期钱瞻研报,你都能找到答案。

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免责声明:本文及钱瞻研报白金版是从行业前瞻去挖掘价值信息,整合最热研报主要观点,文章提供的信息仅供参考,不涉及操作建议。据此入市,风险自担!

钠电池被关注的两大逻辑

钠电池于20世纪80年代被首次提出,但受制于较大的离子质量和离子半径,其体积和质量能量密度仅为锂电池的一半左右。随着1991年索尼公司推出第一代商用锂电池,正式确立了锂电池的主流地位,之后约30年时间钠电池的研究处于相对迟缓的状态。

钠资源在电池上的商业化应用落后于锂资源。在元素周期表中,钠元素与锂元素处于同一主族,物理化学性质非常相似。在选择电池材料时,锂在电势、原子量、离子半径等基本性质上,相对来说都是比钠更好的材料。锂的原子量更低、离子半径更小,使得其理论质量比容量是钠的3.3倍,理论体积比容量是钠的1.8倍;且锂的电位更高,比钠高12%,这使得在能量密度上,锂材料的电池也更占优势。因此锂离子电池也更早大规模商业化。

但是,随着全球电池需求量的迅速增长,锂资源开始面临着资源约束问题,一是分布有限,开采成本,二则是锂资源大幅涨价。

具体来看:

根据美国地质调查局的数据,2020年全球已探明的锂资源储量约为8600万吨,其中约66%的储量分布在南美洲和大洋洲,玻利维亚、阿根廷、智利三国占比近 57%。国内锂矿供给高度依赖海外市场,已探明锂资源储量位居全球第六位,但85%以上的锂资源分布在西部高海拔地区和盐湖地区,开采成本及分离难度较大,难以满足当前国内巨大的锂矿需求。

澳大利亚和智利在全球锂资源供给体系中占据重要地位,2020年全球锂产量约为31.775万吨,其中澳大利亚(43.47%)和智利(30.02%)占据约全球锂产量的 74%,全球锂资源供应呈现出高集中度的现象。在当前全球疫情反复的大背景下,未来一段时间内锂资源供给仍面临较大的波动性。

2020年受全球疫情以及海外部分区域不稳定局势的影响,另一方面全球电动车需求爆发带动锂电池装机激增,锂矿的价格出现加大的涨幅。根据wind数据,与2021年1月1日价格相比,2021年7月20日碳酸锂价格上涨66%,氢氧化锂价格上涨96%。

目前我国锂电池中下游企业众多,在锂电池中下游环节已实现了较大程度的国产化,但锂精矿供给仍高度依赖海外进口。2020年我国在电动车锂电池供应链体系中,中下游超过76%的产品来自于国内企业,但在其核心原材料特别是锂精矿的供给上,77%仍需要依赖海外进口。

若全球贸易摩擦进一步升温以及后续全球疫情情势不够明朗,未来一段时间内锂矿价格可能进一步上涨,压缩我国锂电池行业企业利润空间。从长期来看,锂电池核心原材料对外依存度过高将对我国未来能源安全产生不利影响。

而与锂资源相比,钠资源储量非常丰富,地壳丰度为2.64%,是锂资源的440倍。且钠资源分布广泛、提炼简单。钠离子电池大规模商用后,会具有较大的成本优势。

钠电池成本优势无可替代

作为稀有元素,锂资源的地壳丰度仅为0.0065%,且资源地区分布差异巨大。相较于锂资源,钠资源的地壳丰度高,且全球分布较为均匀,短期价格受市场需求影响波动小。根据美国地质调查局的数据,2019年仅中国氯化钠产量就高达6000万吨,接近目前全球已探明锂资源储量的总和,全球2019年氯化钠产量逼近29300万吨,相当于全球锂资源储量总和的3.7倍。

根据中科院物理所的数据,钠电池的理论材料成本可比锂电池的材料成本减少30%至40%:1、相较于锂电池,钠电池使用到的稀有金属占比较少,大部分使用的是铁铝、锰等一些廉价的金属元素,可有效避免短期内因原材料供应波动造成的产品供应紧张,从而满足未来巨大的市场需求;

2、除廉价的金属元素外,钠离电池的正负极集流体均可采用铝箔,重量相比锂离电池负极集流体用的铜箔降低10%,且价格低于铜箔的好几倍;

3、在不考虑研发投入和原材料成本的前提下,小规模化以后钠离电池物料成本已迫近0.5元/wh,大致和当前磷酸铁锂的成本水平相当。

与锂电池体系相比,钠电池材料体系对隔膜和溶剂的要求无变化,但在电解液、正极、负极上有较大变化:1、在负极上,钠离电池主要采用的是硬碳、软碳等;2、在正极上,目前主要包括铜状氧化物的镍铁锰和铜铁锰三元体系、磷酸钒钠和普鲁士蓝类材料等。如果未来钠电池大规模量产,铜状氧化物的镍铁锰和铜铁锰三元体系和普鲁士蓝类材料有望成为主流;3、在电解液上,主要包括有机溶剂电解液和凝胶聚合物电解液;4、在集流体上,铝箔代替铜箔。

从性能上看,目前钠电池的单体能量密度以实现120wh/kg,较磷酸铁锂电池180wh/kg的单体能量密度仍有一定差距,但未来有望达到200wh/kg的水平。在当前受锂资源瓶颈,磷酸铁锂单体能量密度未来提升潜力空间有限的情况下,钠电池有望超过铁锂电池。

在循环性能方面,钠电池实验室循环寿命已接近3400次,接近当前动力锂电池的循环性能水平,随着未来工艺进一步成熟,循环次数有望达到4400 次-5000次的水平。

在安全性能上,热失控温度比锂电池要高,虽然纳离子仍会出现失活、氧化的问题,但相比锂离子电池有一定优势。此外在制造工艺上,钠电池与锂电池十分接近,锂生产线基本可以转移生产钠电池。

全球已约有二十多家企业致力于钠电池的研发和产业化,主要包括中国的中科海钠、英国Faradion、法国Tiamat、美国Natron Energy等,率先入局的企业均在不同场景实现了钠电池的应用实践。

在国内方面,中科海纳于今年三月宣布获得梧桐树资本亿元级A轮融资,此次融资将用于建设年产能2000吨的钠离电池正负极材料生产线。

钠电池应用广泛 空间百亿级

目前钠电池体系性能位于铅酸电池与锂电池之间,其高安全性的特点,使得钠离电池在对电池能量密度需求小的场景中,具备广阔的应用潜力。未来钠电池有望部分取代锂电池的应用场景,一定程度上形成对锂电池路线的技术补充。

我国低速电动车以铅酸电池为主,锂电池为辅。由于低速电动车对能量密度需求较小,且相较于铅酸电池,钠电池在低温环境下性能优秀而且其能量密度接近铁锂电池,随着未来产业规模化,钠电池有望取代铅酸电池成为低速电动车的主流电池。

储能系统作为新能源结构转型中的关键一环,在电源测弃电消纳、电网测辅助调峰、用户侧削峰填谷和分布式发电中发挥的重要作用。根据BNEF的预测,预计到2025年全球光伏新增装机有望达到300GW,对应累计装机接近1900GW;全球风电新增装机维持在年70GW左右,累计装机将超过1000GW,储能领域未来潜力巨大。相较于锂离电池,钠离电池在材料成本方面优势明显,未来有望部分取代锂电池应用到储能增量市场。

具体来看:

钠离子电池在储能、电动两轮车与A00级别汽车领域均有较好的应用前景,2025年这三大领域国内电池需求将达到123GWh。

储能方面,2020年国内储能装机需求合计17GWh,预计到2025年将达到48GWh;两轮车方面,2020年国内两轮车电池需求约32GWh,预计到2025年将达到41GWh;A00级别汽车方面,2020年国内A00车动力电池需求约7GWh,预计到2025年将达到34GWh。若这三类场景均使用磷酸铁锂电池,预计2021年-2025年对应的市场空间分别为408亿元、510亿元、545亿元、532亿元、537亿元。

关于钠电池产业链有哪些值得关注的公司,钱瞻研报白金版将着重呈现。

免责声明:本文及钱瞻研报白金版是从行业前瞻去挖掘价值信息,整合最热研报主要观点,文章提供的信息仅供参考,不涉及操作建议。据此入市,风险自担!

风险提示:

1、钠离子电池技术产业化速度不及预期:钠离子电池行业仍处于发展的早期阶段,若产业化进程不及预期,其实际制造成本将居高不下,失去竞争优势;

2、其他电池技术路线降本显著:若锂资源的价格大幅下降,钠离子电池相对于锂离子电池的成本优势将被缩小,发展速度有可能会减缓;

3、下游应用领域(储能、A00级别汽车、电动两轮车等)发展不及预期:钠离子电池主要应用于储能、A00级别汽车、电动两轮车等对电池能量密度要求不高的领域,若下游主要应用领域发展不及预期,会影响钠离子电池的潜在市场规模。

本期钱瞻研报的参考研报如下:

长城证券:钠电池有望成为锂技术路线的有效补充——电力设备与新能源行业动态点评

光大证券:钠离子电池:潜在空间广阔,宁德时代入局加速产业化

(本文封面图片来源:摄图网。文章内容仅供参考,不作为投资依据,据此入市,风险自担。)

 
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