我之前写过锂矿主题投资文章,写了5-6篇吧,看的人还比较多。也有小伙伴问我,别人告诉他,钠离子电池未来会颠覆锂电池,如果是这样,锂矿是不是就没有价值了?

这的确是投资锂电池行业的终极问题之一,钠离子电池我也关注很久了,这个问题我也想过很久了,下面就这个问题谈谈我的个人看法。

一、钠离子电池原理及性能

首先,钠离子电池与锂电池在原理上是很类似的,即通过利用 Na+在正负极间的往返迁移进行充放电。充电时,Na+从正极脱出,经电解液穿过隔膜嵌入负极,使正极处于高电势的贫钠态,负极处于低电势的富钠态,放电过程则与之相反。

我们来看看具体差异(下图),钠离子重量比较大,在充放电过程中,嵌入与脱嵌过程难度也更大,导致电池内阻较大;锂电池能量密度上限为170-180WH/KG,而钠电池上限为150WH/KG。

资料来源:《钠离子电池科学与技术》

当前市场上的钠电池,多数能量密度是在125WH/KG左右,现在也有钠电池企业说能达到145WH/KG,但要达到这个接近极限的水平,成本是不是就要高一些?而磷酸铁锂电池现在的能量密度已接近极限170WH/KG,所以说能量密度上是有差距的。

综合看,锂电池在能量密度、快充、循环寿命上是有优势的,这也就是为什么市场主流的选择是锂电池,因为这是最根本的物理特性上的差异导致不同的电池特性,这个是没法改变的。就是说可以通过各种改进,让电池趋于极限,但不会超过极限。

钠离子电池在性能上也不是都比锂电池差,在低温性能上,锂电池在低温下充电易析锂,而钠离子不会析出,钠离子零下20℃电池容量保持率仍在88%以上。

磷酸铁锂电池也在不断改进,这两年说的磷酸锰铁锂电池,能量密度密度比常规的磷酸铁锂电池高15-20%,低温性能也有改进,在零20℃电池容量保持率85%。这么看来,磷酸铁锂的改进版磷酸锰铁锂电池在绝大多数性能上都比钠电池强。

磷酸铁锂的改进版磷酸锰铁锂电池成本也会贵10-15%,钠电池主打的并不是性能,是性价比。便宜这才是钠电池的核心竞争力。

二、钠电池成本分析

电池的就性能来说,很多电池性能都比锂电池好,为什么锂电池成为主流,因为综合性价比看,锂电池是最优的。这个才是最理性的选择,也是市场的选择。

这轮锂价飞涨,导致锂电池的核心原料碳酸锂的价格从5万涨到50多万,锂资源在全球看还是比较稀缺的资源,但钠是不稀缺的,哪里都有,所以当碳酸锂价格高涨,锂电池价格也在上涨时,钠电池重新出现在行业玩家视野中,用便宜的钠替代锂,制造出的钠电池虽然性能上差一点,但更便宜,综合看性价比更高。这就是钠电池的被重新重视的初衷。

这里要说一下,钠电池并不是近年来才有的技术,并不是新发明,只是在锂价大幅上涨时被重新发现价值。

既然钠电池最核心的竞争力是成本便宜,下面我结合现在最新的调研资料来说一下钠电池的成本。

钠离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液和集流体构成,这个与锂电池几乎是一样的。我就直接上钠电池成本结构图。

上图是现在钠电池成本结构,电芯最大的成本来自于正极、负极、电解液、隔膜这四大块,跟锂电池成本结构很类似。现在钠电池实际综合成本在0.7-0.9元/WH,当然有挺多钠电池厂商宣称能做到更低,比如0.5-0.6元/WH,但多数是基于规模化后理想化测算的成本,现在还达不到。

作为对比,我们再来看看,在碳酸锂40万时磷酸铁锂电池的成本。

从上图看出,在碳酸锂40万时,磷酸铁锂电池的综合成本大约在0.77元/WH,电芯价格约0.7元/WH,从成本看,正极的磷酸铁锂成本占比近50%,这是因为,正极材料磷酸铁锂14万/吨的成本中,碳酸锂占了85-90%。

综合看,在40万/吨的锂价下,磷酸铁锂电池的价格与钠电池价格几乎相同,钠电池并未表现出明显经济性,原因分析:

1)当前钠离子电池技术体系主材产业链未成熟,硬碳价格10万/吨,而磷酸铁锂负极石墨价格在5万/吨。

2)由于合成工艺、电池设计及制造待成熟,钠离子电池能量密度较低,各材料单 GWh 用量较铁锂较高,如钠离子电池隔膜单耗为 2500万㎡以上,高于铁锂电池的隔膜单耗 2000 万㎡,六氟磷酸钠价格高于六氟磷酸锂。

我上面的数据也是比较准确的,你也可以参考国内磷酸铁锂电池的售价,见下图,2022年碳酸锂的均价在40万/吨上下,磷酸铁锂电池的售价高位在0.8元/WH。

但现在随着碳酸锂价格下跌,产业链其他材料价格也大幅下跌,现在动力型磷酸铁锂电芯价格已经跌破0.5元/WH,最新的价格为0.47元/WH,而现在钠电池电芯价格约0.67元/WH,这样一对比,钠离子性价比优势荡然无存。

现在碳酸锂价格报价为17万/吨,如果下跌到15万/吨,磷酸铁锂电芯价格会在0.45元/WH以下。动力型磷酸铁锂价格综合成本会在0.5元/WH上下,储能型磷酸铁锂电池在上个月碳酸锂价格还在20万/吨时就跌到0.5元/WH。在碳酸锂15万/吨时,磷酸铁锂价格综合成本会在0.45元/WH左右。

现在钠电池成本是高,但是规模化之后,成本能有多低呢,我们来看看,大规模成本优化后钠电池成本。

上图基本上就是现在钠电企业理想的成本了,大规模产能+技术优化后,钠电正极材料价格从7万/吨下降到4万/吨,负极硬碳价格从10万降到5万,电解液、等材料降到和锂电池一样的价格。

这个材料降价幅度非常大,比如硬碳成本,在一两年内基本不可能降50%,所以说这个降价过程不会短,涉及到各环节技术突破,短则3年,长则5年,才有可能达到这种理想的状态。

这样算下来,钠电池综合成本为0.5元/WH。这个价格其实和现在磷酸铁锂电池的价格差不多。现在碳酸锂价格17万/吨,如果碳酸锂长期均衡价格为15万/吨的话,磷酸铁锂电池价格可能还会低于0.5元/WH。

所以,综合看,就成本看,当碳酸锂低于15万时,钠电池的性价比优势基本是没有的;当碳酸锂价格在20万/吨附近时,钠电池与锂电池成本差不多;当碳酸锂价格在30-50万/吨时,钠电池性价比优势开始凸显,因为在碳酸锂40万/吨时,磷酸铁锂电池售价在0.7-8元/WH左右,钠电池成本在0.5元WH,这个还是有优势的。

但也要看性能,钠电池、锂电池在同级别对比的情况下,锂电池还是要更好的。

三、钠电池应用领域

首先要说一下,钠电池由于本身的性能是比锂电池差的(同等级别来说),所以钠电池现在不会应用在中、高端车上,因为能量密度和充电倍率上和锂电池有差距。

现在钠电池主要应用领域有两轮车、A00级小汽车、储能这三个领域,并且在很长时间内,钠电池基本都只会在这三个领域中。

这里说明一下,这三个领域中,对价格接受度上,从高到低为A00小汽车-储能及两轮车,进入难度上,A00小汽车-储能-两轮车。

A00小汽车价格高一点其实好理解,因为汽车在性能上要求也高,只有高端钠电池才能进入这个市场,只要在性能上和锂电池差不多,价格上也不会比锂电池价格低多少。现在已经有车企在用,比如宁德和奇瑞推出的钠电款QQ冰淇淋,江铃与孚能科技合作的羿驰玉兔。

储能电池一般都是磷酸铁锂电池,而且竞争激烈,储能电池是拼价格战的,所以钠电池进入储能这个市场不容易,特别是大型储能对循环次数是有要求的,一般要求有6000次以上,但现在钠电池循环次数实际上只有2000-3000次,这样算下来,就算钠电池价格更低也难进入大型储能市场。

储能市场是比较专业的市场,大型储能都是企业主导,这些企业会测试电池性能,综合考虑价格和循环寿命,所以钠电池要想在储能电池上分一杯羹,在技术上还要有创新。

不要相信现在所谓的钠电池循环次数可以到10000次的说法,那些都是在实验室中,通过改进材料,改变测试模式等方法测的数据,比如钠电池三种路线中的聚阴离子电池,再在这个技术路线中增加更加稳定的物质,大幅降低能量密度条件下可以达到很高循环次数;比如测试时不满冲满放,这些都是实验手段,现实情况又不是做课题论文,所以要尊重现实。

两轮车市场,对电池的技术要求实际是最低的,它不需要很长的循环使用寿命(1000次都可以),能量密度低也没问题,毕竟之前还使用铅锌电池呢(铅锌电池能量密度约40WH/KG),钠电池性能上是可以满足两轮车要求的,只要价格足够便宜,这个市场会很大,因为全球两轮车销量有7000多万辆,这个市场就够钠电池吃的了。如果钠电池能做到0.5元/WH,两轮车这个市场还是很有竞争力的。

总结

一、钠电池是锂价高企的产物,这波钠电池投资热也是在2021年当碳酸锂价格突破20万/吨时起来的。从成本看,如果碳酸锂价格低于20万/吨,就算钠电池在3-5年内达到理想成本水平,仍然不具备优势。投资钠电池最适合环境是高锂价,钠电池作为锂电池的备胎会一直存在,作为锂电的一个补充。

二、钠电池产业链还不成熟,现在产业链各环节比如负极硬碳,主要供应商是贝特瑞,是锂电池负极龙头,六氟磷酸钠主要供应商也是天赐这类锂电电解液龙头,这些材料对于锂电产业来说是非常成熟的,成本可以做的很低,但钠电产业刚起步,没有多少量,单开一条线去做单个产品对这些企业来说是不划算的,所以虽然原料成本更低,但售价反而是更高的,因为比的是综合成本。

三、技术体系也有虹吸效应。锂电与钠电在资金投入方面差距非常大,锂电池随便一个厂商都是几百人研发,宁德,比亚迪这类都是几千上万人,研发投入百亿以上,而且锂电市场大,企业赚钱了,再投资资金也跟着变大;钠电池像传艺科技这类算是头部企业的厂商,开始的时候研发也只有10多个人,研发投入真不能和锂电比,投入资金也差别太大。

这就是技术体系的虹吸效应,这导致锂电技术进化速度非常快,前年还是比亚迪的刀片电池,去年就是宁德的麒麟电池,从磷酸铁锂到磷酸锰铁锂只用了1年半时间就产业化了,所以锂电池作为主流赛道聚集了大量的人才和资金,加速了进化步伐。

四、锂价进入下行周期后,钠电池热度会逐渐退烧。这是很现实的选择,因为钠电池本来出发点就是更便宜,当锂价下跌后,发现磷酸铁锂电池更便宜,性能还更好,原来的那些准备买钠电池的客户不会选择更有性价比的产品?所以,估计现在那些准备上产能的纳电池厂商要冷静想一想要不要上产能,上了可能产品也没人买。传艺科技从2022年7月从10元涨到51元,只用了半年现在从54元跌到18元,其实传艺股价涨跌代表市场对锂价的反应,因为投资钠电的最主要的理由是高锂价。

五、钠电池有没有未来?有的,我是技术主义者,我相信钠电池技术会不断进步,成本会不断降低,但这需要时间和适合的环境。达到技术进步和成本降低需要3-5年,适合的环境是碳酸锂价格高于20万/吨,现在钠电池公司传艺科技市值已经跌到50亿左右,过几年,当下个锂价周期来的时候,全球锂电池出货规模到2000-3000GW,钠电池分个5%的份额也有100GW以上,所以空间还是有的,而且不小。

最理想的投资情况是这样的,在锂价周期底部买锂矿股,当锂价涨起来后买钠电股。比如这轮锂周期底部买锂矿股,等锂价重新涨起来后,手上锂矿涨了很多,一看,钠电股还在底部,再买钠电股,如果钠电股也像之前传艺科技那样半年涨4倍,卖出,潇洒离去,深藏功与名…….以上是我发的白日梦,千万别当真。

以上内容仅为个人投资思考,不作为投资建议。

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