時隔兩個月,鈉離子電池終于揭開神秘面紗。


729日,寧德時代新能源科技股份有限公司(以下簡稱寧德時代)通過首場線上發布會正式發布第一代鈉離子電池,并表示已啟動鈉離子電池產業化布局,2023年將形成基本產業鏈;與此同時,寧德時代的鋰鈉混搭電池包也正式亮相。寧德時代董事長曾毓群認為,鈉離子電池將為能源清潔化和交通電動化提供全新解決方案,推動碳中和目標早日實現。中金公司也認為鈉離子電池有望助力3060雙碳計劃的供應鏈安全;中信證券則是給予寧德時代202365PE估值,對應市值17550億元,目標價754/股。


方正證券分析認為,寧德時代發布的鈉電池進展超預期,電池龍頭一騎絕塵,并將寧德時代的評級維持為推薦;東吳證券分析稱若通過鈉離子+鋰離子電池體系的集成,或打開低端乘用車空間,且三元體系+鈉離子電池、鐵鋰體系+鈉離子電池等均可適用于不同場景,未來應用場景廣闊,性價比凸顯。

什么是鈉離子電池?

成本與原材料優勢明顯高于鋰離子

從元素周期表來看,鈉與鋰同屬于堿金屬主族,擁有與鋰相似的物理性質;鋰元素排在第3位,鈉元素排在第11位;鈉離子電池也是一種二次電池也就說是充電電池,主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作,與鋰離子電池工作原理相似,電池工作原理都是搖椅式(電池)。


從產品結構上來看,鈉離子電池的電極材料主要是鈉鹽,正極為鐵錳銅及三元體系,負極為硬碳,電解液為鈉離子化合物。從工作過程來看,在充放電過程中,Na+在兩個電極之間往返嵌入和脫出,充電時,Na+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,放電時則相反。實際上,鈉離子電池除了對金屬鈉和鈉鹽的要求之外,鈉離子電池的溶劑與鋰離子電池差別不大;除此之外,隔膜、外形封裝、制備工藝與鋰離子電池基本相同。


1991年鋰離子電池實現商業化應用以來,目前已廣泛應用于交通、通信和儲能等領域。但鋰資源儲量有限且分布不均,目前全國已探明鋰資源儲量約為6200萬噸,其中75%分布在美洲;中國鋰礦資源占比僅為6%,相對于依賴進口;今年上游鋰鹽、鋰礦等原材料價格持續上漲。生意社數據顯示,728日電池級碳酸鋰綜合價格處于8.7-9.2萬元,價格處于高位整理狀態;此外,六氟磷酸鋰的價格從去年第三季度的8.5萬元/噸左右上漲至現在約42萬元/噸。


與鋰資源相比,鈉資源相對更為豐富;數據顯示,鋰的地殼豐富度僅為0.0065%,而鈉的豐富度達到2.75%,且全球分布,價格大約為鋰1/70的水平;中信證券研究顯示鈉離子化合物(氯化鈉等)約250/噸,為電池級碳酸鋰價格的1/50。業內認為在材料成本方面,鈉離子電池與鋰離子電池相比材料成本可降低30%-40%。中信證券研報分析稱,在能源變革的大時代下,鈉離子電池在資源豐富度、成本方面優勢明顯;中金公司也表示鈉電池技術是電池資源約束新解法。



但此前由于能量密度、循環壽命差,以及對材料結構穩定性和動力學性能方面要求更高等因素一直未實現商業化。武漢大學教授艾新平在接受新京報貝殼財經記者采訪時表示,鈉資源與鋰資源相比非常豐富,例如海水中就有大量的鈉,但鈉離子電池能量密度低于鋰離子電池,所以鈉離子電池在產業化方面做的很少。


突破技術瓶頸

寧德時代推動鈉離子電池從儲能到動力電池


隨著碳中和成為全球共識,新能源汽車產業已進入多層次、多類型、多元化的發展階段,愈發細分的市場對電池提出了差異化的需求,動力電池的技術發展也進入到多元化的路線,也為鈉離子電池實現規;、產業化的發展提供了機遇。


業內有觀點稱,鈉離子電池瞄準的可能是儲能領域的廣闊前景。不過華金證券等分析認為,鈉離子電池技術是鋰離子電池的有效補充,除儲能市場之外,鈉離子電池低端動力電池市場對鋰離子電池實現部分替代;此外光大證券也預測,鈉離子電池在儲能、電動兩輪車和A00級別汽車領域均有不錯的應用前景。


寧德時代發布的第一代鈉離子電池在正負極材料、電解液等方面進行了技術創新和突破。在正極材料方面,寧德時代采用克容量較高的普魯士白材料,創新性地對材料體相結構進行電荷重排,解決了普魯士白在循環過程中容量快速衰減這一核心難題;在負極材料方面,寧德時代開發了具有獨特孔隙結構的硬碳材料,其具有克容量高、易脫嵌、優循環的特性,整體性能指標與現有石墨是相當的。



寧德時代研究院副院長黃起森表示基于材料體系的一系列突破,寧德時代研發的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優異的熱穩定性、良好的低溫性能與高集成效率等優勢;其電芯單體能量密度高達160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上;在-20度低溫環境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統集成效率可達80%以上;熱穩定性遠超國家強標的安全要求。第一代鈉離子電池既可應用于各種交通電動化場景,尤其在高寒地區具有突出優勢,又可靈活適配儲能領域全場景的應用需求。


此外,在電池系統集成方面,寧德時代發布了自主研發的AB電池解決方案,即鈉離子電池與鋰離子電池按一定比例混搭,集成到同一電池系統內,通過BMS算法進行不同電池體系的均衡控制。寧德時代介紹稱,AB電池可彌補鈉離子電池在現階段的能量密度短板,同時發揮出其高功率、低溫性能的優勢。


東吳證券分析稱,寧德時代實現鈉離子電池材料、結構、制造等創新,足見其強大的研發實力;由于鈉離子的特性,正極、負極,包括電解質等均需要切換,產業鏈布局仍需完善;此外東吳證券認為寧德時代第一代鈉離子電池性能遠超同行,且后續有大幅提升空間。


按照寧德時代的規劃,下一代鈉離子電池能量密度研發目標是200Wh/kg以上。曾毓群介紹稱寧德時代構建了高通量材料集成計算平臺,在原子級別對材料進行模擬計算和設計仿真,借助先進的算法和強大的算力,尋找各種材料基因的結合點,開發出更適合鈉離子電池的各類材料,推動其進入產業化的快速通道,并不斷迭代。


業內認為,隨著鈉離子電池技術的發展,有望在2023年前發展為鋰離子電池的互補汽車動力電池。寧德時代的計劃與業內判斷一致,目前寧德時代已啟動鈉離子電池產業化布局,2023年將形成基本產業鏈。


三大戰略方向與四大創新支撐

寧德時代轉型新能源創新科技公司


曾毓群表示清潔能源的能源轉型,已經成為全球共識,伴隨著新能源科技的創新發展,一場以清潔能源替代化石能源的革命,正加速到來,而能源轉化和存儲是新能源發展的核心。以往業內對于寧德時代的認知是全球領先的鋰離子電池研發制造公司,而隨著能源革命的推進,寧德時代的定位也轉變為新能源創新科技公司,致力于為全球新能源應用提供一流解決方案和服務。


此次發布會除了鈉離子電池外,還有另外一個亮點就是寧德時代發布了三大戰略方向與四大創新支撐。曾毓群介紹稱寧德時代三大戰略方向,一是以可再生能源發電和儲能替代固定式化學能源,再發電端、電網端和用戶端都做了很多努力,在電化學儲能方面進行了重點布局;二是以動力電池助力電動車的發展,不斷地提高電池性能,加速交通領域的全面電動化;三是以電動化和智能化的集成作為一個創新,以加快各領域的新能源替代過程。


與此同時,寧德時代方面表示作為三大戰略發展方向的支撐,形成了材料和化學體系、系統結構、極限制造和商業模式的四大創新支撐,形成了從前沿基礎研究到產業化應用,再到商業化大規模的推廣快速轉化的能力。



中信證券認為寧德時代的四大創新支撐和三大戰略方向助力加速實現碳中和;此外能源變革帶來的市場空間巨大,寧德時代成長確定性高,具備長期配置價值。國信證券認為隨著寧德時代發布鈉離子電池,布局進一步拓寬業務領域,不斷夯實共識技術基礎,持續看好寧德時代的發展,其業務進展和估值成為新能源產業鏈發展和投資風向標之一,公司處業績高速增長期,繼續維持此前盈利預測。

新京報貝殼財經記者 王琳琳 編輯 宋鈺婷 校對 陳荻雁