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电池难创新?曾毓群:不存在的,宁德时代第一代钠电池问世

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Aceleron研发全球首款可再生锂电池 可维修升级/替代铅酸电池

“有人认为电池的化学体系已很难创新,只能在物理结构上做些改进。但我们认为,电化学的世界,就像能量魔方,未知远远大于已知。”这是宁德时代董事长曾毓群7月29日在钠离子电池发布会上的感言。

7月29日15:30分,宁德时代宣传已久的钠离子电池终于揭开神秘面纱。在短短10分钟的线上发布会上,宁德时代向业界展示了其第一代钠离子电池在材料体系、电池性能以及结构设计上的多项技术创新。特别是电芯单体能量密度已经达到160Wh/kg和创新的锂钠混搭电池包,让一度被局限于储能市场的钠离子电池技术,有了更多可应用的场景和空间。

能量密度达160Wh/kg,AB电池系统补短板

大家知道,钠离子电池并非全新技术,其与锂离子电池相似的工作原理,主要是通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。但是相较锂离子,钠离子体积较大,在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛,这也成为钠离子电池迟迟难以商用的瓶颈。

作为动力电池龙头企业,宁德时代基于多年来在钠离子化学体系材料领域的研发,已解决了材料在循环过程中容量快速衰减这一世界性的难题,使创新的材料具备了产业化的条件。

在发布会上,宁德时代研究院副院长黄起森介绍称,在正极材料方面,宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料,创新性地对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题;在负极材料方面,宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性;在电解液方面,宁德时代还开发了适配钠离子电池正极负极材料的新型独特电解液体系;在制造工艺方面,钠离子电池可以与目前的锂离子电池制造工艺和设备相兼容。

第一代钠离子电池性能VS磷酸铁锂电池性能;图片来源:宁德时代

基于材料体系的一系列突破,宁德时代第一代钠离子电池,电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg,为目前全球最高水平。在常温下充电15分钟,电量可达80%。而在零下20°C低温的环境下,仍然有90%以上的放电保持率,同时在系统集成效率方面,也可以达到80%以上。

此前业界普遍认为,钠离子电池电芯单体能量密度仅为120Wh/kg,远低于磷酸铁锂电池的180Wh/kg和三元电池的240Wh/kg。如今来看,宁德时代第一代钠离子电池的能量密度仅略低于目前的磷酸铁锂电池,而在低温性能和快充方面则具有明显优势,特别是在高寒地区高功率应用场景。宁德时代还称,下一代钠离子电池能量密度有望突破200Wh/kg。

另值得一提的是,在电池系统集成方面,宁德时代另辟蹊径地开发了AB电池系统解决方案,即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭,集成到同一个电池系统里,通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。

宁德时代AB电池系统解决方案

“AB电池系统解决方案既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能好的优势。以此系统结构创新为基础,可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。”黄起森说到。

2023年形成基本产业链,未来将替代铁锂

进入2021年以来,一边是全球动力电池需求的高速增长,一边是上游原材料锂资源的稀缺所引起的价格疯涨。wind数据,截止7月20日,今年碳酸锂价格已上涨66%,氢氧化锂上涨96%。宁德时代此时推出钠离子电池或被视为有效的应对举措之一。

因为与锂资源相比,钠资源储量丰富且分布广泛,因此钠电池大规模商用后将具有较大成本优势。根据中科海钠测算,受益于正极材料成本低,钠离子电池较锂离子电池BOM成本低30%-40%。

另一方面,如宁德时代董事长曾毓群在发布会上所说,“碳中和”催生了万亿瓦时级的电池需求,推动了产业蓬勃发展,新的应用场景不断产生,给了不同技术施展的舞台。多元化的技术路线,也将助力产业长期稳定发展。

宁德时代表示,欢迎相关研究机构、上游材料供应商和下游电池应用端一起参与,共同加速钠离子电池产业链的完善和发展。目前,宁德时代已启动钠离子电池产业化布局,预计2023年将形成基本产业链。

有分析机构认为,作为一种兼具资源、成本优势的技术路线,宁德时代入局有望加速钠离子电池产业化,并在未来部分替代铁锂电池。

中信证券认为,钠离子电池凭借成本优势,有望在能量密度较低要求的储能、工程机械、通信基站、两轮车等场景实现商业化,对锂离子电池、铅酸电池等成熟的储能技术形成一定补充。

光大证券认为,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应用前景,预计2025年国内储能需求48GWh,两轮车需求41GWh,A00级汽车需求34GWh。当前这三个场景主要应用磷酸铁锂电池,若钠离子电池产业化顺利推进,将对铁锂电池实现替代。

据了解,国内外目前已有近二十家企业布局钠离子电池产业化生产。国内方面,多家上市公司已经陆续在钠离子电池领域展开布局。其中,华阳股份拟通过子公司分别投建钠离子电池正负极材料千吨级生产项目;格林美已经组建专门团队进行钠离子电池关键技术的研发工作;鹏辉能源在钠离子电池研发方面现有多种技术在试产到量产的过程当中。

从应用前景来看,广发证券殷中枢团队预计,2025年国内钠离子电池潜在应用场景需求量为123GWh,以磷酸铁锂电池价格计量,对应537亿元左右的市场空间。

宁德时代7月29日股价走势;图片来源:东方财富网

值得肯定的是,在钠离子电池消息的持续刺激下,宁德时代7月29日股价再度大涨6.05%,报收556.80元/股,最新市值12968亿元。且自7月28日宁德时代公布召开钠离子电池发布会时间后,钠离子电池概念指数7月28日-29日两日上涨8.88%。华阳股份、鹏辉能源、欣旺达、圣阳股份等8股两日涨幅超10%,带动新能源板块整体拉升。

中信证券研报认为,宁德时代率先发布的第一代钠离子电池,能量密度等性能、AB结构创新等超出市场预期,考虑到业务高成长性,给予宁德时代2023年65倍PE估值,对应市值17550亿元,目标价754元/股。

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