【行业】钠离子电池-有望补充锂电产业链(23页)
钠离子电池是一种类似锂离子电池的摇椅式二次电池。钠离子电池与锂离子电池同属摇椅式电池(Rocking Chair Battery),主要包括正极、负极、电解液、隔膜、集流体五个部分,技术的重难点集中于正极、负极材料。其工作原理为钠离子在正极、负极材料中的嵌入脱嵌,以实现能量的充入与释放。电池充电时,钠离子透过隔膜从正极向负极迁移,正极中的部分钠离子脱嵌进入电解液,电解液中的部分钠离子嵌入石墨或硬碳材料的晶格间隙中。放电时相反,负极钠离子脱嵌,正极钠离子嵌入,钠离子从负极向正极迁移。
钠、锂元素物化性质有所差异,电池性能各有所长。其一,钠离子离子半径大于锂离子,这使其更难嵌入/脱出层状正负极材料。在常见的层状金属氧化物材料中,钠离子只能嵌入八面体空隙,而锂离子可以同时嵌入四面体和八面体间隙,这使得钠离子正极材料在能量密度方面有所欠缺;同时钠离子难以嵌入负极石墨片层间,使得钠离子电池需要采用其他负极材料。其二,钠离子第一电离能更低,这使得钠离子更稳定,在低温下不易析出枝晶,为钠离子电池带来更加优异的安全性、稳定性与低温性能。其三,钠离子摩尔电导率更高,使钠离子电池所需电解液浓度更低,对添加剂要求更低,钠离子电池电化学性能也略优于锂离子电池。
钠资源供需关系稳定,价格波动小。钠在地壳中含量很高,地壳丰度为锂元素的1000 倍以上。随着新能源产业的蓬勃发展,电池级碳酸锂价格持续上涨。WIND数据统计显示,2022 年以来碳酸锂平均单价高于 40 万/吨,而与之对应的钠离子电池原料轻质纯碱维持在 0.2-0.4 万元/吨,不到前者的 1%。由于下游锂电产能激增,碳酸锂供需关系持续紧张,未来受低品位锂矿开采成本的上升,锂价格将持续攀高。在碳酸锂供给紧张的情况下,锂电池正极材料及电解液产量将极易受到上游原材料价格变动带来的冲击。相反,纯碱资源极为丰富,且涉及行业众多,开采成本在可预见的未来也不会有所上升,因而钠资源的供需关系更稳定,不易出现供给缺口,钠离子电池下游生产商的原材料货源有充分保障。


