2023钠粒子电池深度剖析.docx
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1、2023钠粒子电池深度剖析目录1 .锂电一家独大,亟需钠电P1anB制衡21.1. “锂”想丰满,但现实残酷一一全球范围内,我国锂资源储量有限21.2. “锂”想丰满,但现实残酷一一国内开采成本较高,中长期价格有望较高21.3. “钠”新吐故,制衡锂电最优P1anB其他类型电池难堪大任21.4. “钠”新吐故,制衡锂电最优P1anB一钠电池在低温、安全性方面具备优势31.5. “钠”新吐故,制衡锂电最优P1anB一钠电中长期成本优势显著32 .正负极较为关键,材料工艺仍需进步31. 1.正极材料:多路线推进,层状氧化物有望率先落地32. 2.正极材料一层状金属氧化物:综合性能佳,有望率先产业化
2、应用43. 3.正极材料一层状金属氧化物目前需关注的痛点:不可逆容量损失、易吸水受潮44. 4.正极材料-普鲁士蓝类化合物:理论容量高,成本低,间隙水问题需解决45. 5.正极材料-聚阴离子化合物:成本低、循环好,有望应用于中远期储能市场56. 6.负极材料:传统石墨负极储钠能力差,硬碳/软碳是相对更理想的钠电负极材料57. 7.负极材料:硬碳高性能与软碳低成本,鱼和熊掌不可兼得52.8.负极材料-硬碳:前驱体来源广,树脂基成本高/沥青基制备难度大,非目前主流方向62.9.负极材料-软碳:储钠比容量较低,中科院无烟煤技术赋予软碳负极新前景62. 10.电解液:与锂电体系相通,有机电解液前景较优
3、62.11. 电解液-溶剂:碳酸酯类为主,多种溶剂混合使用72.12. 电解液-溶质:性能存在缺陷,六氟磷酸钠生产技术需进一步开发73. 1钠离子电池:性价比突出,主流路线明晰83.11. 钠电池性价比突出,目前处于痛点攻坚期83 .2.电极材料技术分析:主流路线基本明晰94 .钠离子电池价格低廉且性能良好125 .钠电池三大正极材料路线各有所长131. 1.层状过渡金属氧化物原材料易得、成本低145. 2.普鲁士蓝类似物能量密度高186. 3.聚阴离子化合物稳定性高,倍率性能有待改善206 .负极材料以碳基为主,有待技术突破211. 1.硬碳性能肩比石墨226. 2.新型软碳材料具备用于钠离
4、子负极可行性221 .锂电一家独大,亟需钠电PIanB制衡11“锂”想丰满,但现实残酷一一全球范围内,我国锂资源储量有限全球可用锂资源稀缺且分布不均,价格寡头垄断,易受地缘政治性影响。可用锂资源不足:锂是自然界密度最小的金属,具有极强的电化学活性,具有储能功能,其在地壳中含量仅约0.0065%,丰度居第二十七位,从资源总量来看其实并不稀缺,但受开采条件和提锂技术的影响,许多估算的资源量无法转化为储量,如全球已知最大的乌尤尼盐湖(UyUni)锂矿床由于没有经济可行的锂盐提取方法,其中大量的锂资源量无法计入储量。分布不均、寡头垄断:全球锂资源分布高度集中,形成寡头垄断局面,2023年,73%锂资源
5、分布在北美洲和南美洲,其他地区如大洋洲(8%)、亚洲(7%)、欧洲(7%)和非洲(5%)则分布较少。“锂”想丰满,但现实残酷一一国内碳酸锂价格飙涨从碳酸锂价格来看,自2023年8月至2023年3月,电池级碳酸锂的价格几乎呈直线上升,历史最高与最低价格相差约10倍。价格易受地缘政治性影响:基于当前锂资源集中垄断的情况,我们预计未来锂价不仅会由实际市场供需决定,更易受到国际政治形势等多重因素的影响。当前锂价的持续走高和锂资源的供需紧张问题亟待解决。12.锂”想丰满,但现实残酷一一国内开采成本较高,中长期价格有望较高我国锂盐对外依存度近八成,或将构成潜在“卡脖子”威胁。我国锂资源供应对能源和产业安全
6、的威胁不容忽视。我国的锂资源储量总量并不稀缺,从2023年数据来看,我国的锂资源储量总量全球占比6.31%,紧随智利、澳大利亚、阿根廷,位列第四,但现实是我国80%的锂资源供应依赖进口(澳洲锂矿和南美盐湖等地),是全球锂资源第一进口国。原因在于大部分可开采资源位于青海和西藏盐湖,但青海盐湖锂镁分离困难、西藏地理环境恶劣,因此电池级碳酸锂的有效产能不足。加之新能源汽车和储能产业发展势头迅猛,我国锂资源供给与需求量形成强烈对比。产量方面,2023年全国锂离子电池产量达750GWh,同比增长超过130%,其中储能型锂电产量突破IOOGWho锂电“一家独大”或将构成我国潜在的“卡脖子”威胁,发展替代方
7、案对于保隙我国能源供应和产业安全具有重要意义。13钠新吐故,制衡锂电最优PIanB其他类型电池难堪大任钠电池有望向上制衡锂电、向下蚕食铅酸。钠电池一方面与铅酸电池相比,在循环、成本、能量密度等方面都具有较为明显的优势,有望向下蚕食铅酸市场;另一方面,因整体性能与锂电池接近、成本优势显著,有望向上制衡锂电池应用的垄断性。我们认为,液流电池应用局限性较大,难以作为锂电池的平替。电化学储能技术主要分为锂离子电池、铅酸电池、钠离子电池、液流电池和钠硫电池等类别。自2023年6月29日国家能源局在防止电力生产事故的二十五项重点要求(2023年版)(征求意见稿)中提出“中大型电化学储能电站不得选用三元锂电
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