動力電池的“備胎”故事：鋰不夠，鈉來湊？_風聞
阿尔法工场-阿尔法工场研究院官方账号-中国上市公司研究平台2021-07-29 14:15
一旦海外鋰礦進口被掐斷，國內動力電池企業將面臨比華為更嚴峻的考驗，可以説毫無緩衝期可言。
1996年，通用汽車（NYSE:GM）搞了個新玩意：命名為EV1的純電動汽車。
這款車的外形時髦，內飾精緻，搭載鉛酸電池，用220V的家用電源，三個小時即可充滿。但卻有個致命的問題：雙短。
所謂雙短，一是續航短，加滿電，只能勉強開100公里出頭，從北京跑不到天津。二是壽命短，如果“日行一百”，只能堅持四年。
作為造車老師傅，通用不是不知道這玩意不行。這實在是個無奈選擇——當地政府零排放法案提了個要求，在加州銷售汽車的公司，必須在規定時間內銷售一定比例的電動車。
通用深知EV1的短處，因此對“百里快樂王”的策略是隻租不售。即便如此，在出生後的9年裏，EV1也只生產了1100輛。2005年5月13日，最後一批EV1登上拖車，被拉進了拆車廠。
EV1與公路永別，但人們對電動汽車的關注，卻並未因此而衰。在電動車路線上，電池問題的解決，被視為“三大電”的明珠。2017年，特斯拉推出採用鋰電池的“Roadster”車型，對外宣稱續航里程近1000公里，再次將電動車推向台前。
在此後的幾年裏，電動車是最火爆的產業。在世界各國的“碳中和”目標下，不使用化學燃料的電動車獲得了更大空間，也給產業鏈上的電池供應商帶來了大考驗——除了提供更好的電池，電池產能也是個現成問題。
這是為什麼？如果電池有供需缺口，解決方案是什麼？
01 全球都缺“新石油”
動力電池之於電動車，相當於汽油與燃油車的關係，重要程度不言而喻。
2021年7月中旬，某造車新勢力TOP5企業董事長為拿到動力電池，在寧德時代蹲守一週。頭部企業拿貨尚且如此困難，動力電池短缺程度可見一斑。
根據中汽協數據，2021年6月新能源汽車銷量為25.6 萬輛，同比增長1.4倍。
只上半年，新能源車銷量達120.6萬輛，同比增長2倍。據此預計，新能源乘用車全年銷量超過240萬輛，同比近乎翻倍。
新能源汽車日益龐大的市場缺口，給動力電池企業帶來確定性增量市場。據蓋世汽車不完全統計，2021年一季度，寧德時代、比亞迪、國軒高科、中航鋰電等動力電池企業相繼公佈了20多個動力電池相關新投建項目，投資高達1600多億元，建設年產能超過350GWh。
億緯鋰能加碼押注，斥資24.5億元投建5條不同類型鋰電池生產線，累計產能約為12.2GWh。
即便如此，動力電池產能還是面臨巨大缺口。全球新興能源市場調研機構SNE Research預測，到2023年，全球電動汽車對動力電池的需求達406千兆瓦時（GWH）；而動力電池供應預計為335千兆瓦時(GWH)，缺口比例約為18%。
千萬不要以為這個缺口會被時間填平，到2025年，這一缺口將擴大到約40%。
這其中的原因，便是動力電池所需的鋰原料緊缺。
從鋰礦的現有儲量看，全球近91%的儲量主要分佈在智利、阿根廷、美國、津巴布韋、葡萄牙、澳大利亞、中國、加拿大和巴西等９個國家。
截至2020年，我國鋰資源量為510萬噸，佔全球總資源量的5.94%；鋰資源儲量為150萬噸，佔全球總資源儲量的7.12%；2020年中國鋰金屬產量為1.4萬噸，摺合約7.5萬噸LCE，佔全球總產量的17.03%。
中國是鋰鹽加工大國，但鋰資源卻高度依賴進口。2019年國內利用自身的鋰資源加工的基礎鋰鹽僅為6.5萬噸，其餘鋰精礦依賴進口，共進口172萬噸鋰輝石精礦，且進口礦石主要都來自澳大利亞。
故此，國內動力電池領域亟需尋求新技術，緩解動力電池產能不足和鋰礦資源供給不足等問題。採用“鈉離子”技術的蓄電池應運而生。
02 跳出安全圈，嘗試新材料
從目前披露的消息來看，鈉離子電池最遲已經於2020年量產，現階段已經在儲能領域落地。
今年6月中旬剛上市的愛瑪科技，7月份在經銷商大會上宣佈推出鈉離子電池，未來將用於電動兩輪車。而鋰材料動力電池龍頭寧德時代，如今正在推動鈉離子電池向動力電池領域拓展。
2020年，中科海鈉量產了全球首款具備自主知識產權的產品化鈉離子電池。今年6月底，中科海鈉和山西新陽清潔能源主導的，1MWh鈉離子儲能系統在山西落地。
針對目前已經落地的儲能領域，在鈉離子儲能系統落地之前，主要採用容量衰減至80%以下，驗證過安全可靠的動力電池，即依法依規強制報廢的鋰電池。這種情況下，大批沒有通過安全驗證的廢舊電池就只能淘汰。
根據GGII材料，2018年動力電池回收總量中，用於梯次利用的電池量為2460噸，總回收拆解的電池量為10.93萬噸。由此可見，在電池回收領域，梯次利用的規模遠低於回收拆解的規模。
被淘汰的動力電池，只能回收其內部鎳、鈷、錳以及鋰等礦材料；但由於鋰離子電池正極中的金屬離子、負極的碳粉塵，以及電解質中的強鹼和重金屬離子，在回收時對技術水平要求極高，稍有不慎就會危害環境和工作人員身體健康。
以目前技術來看，鋰電池製作過程中，電極材料中夾帶的非電解液和塑料，在回收必需的焙燒過程中，必然會分解出含氟、氯等危害物的氣體。故此，無論是從保護環境角度，還是保護從業人員角度出發，鋰電池製備技術都亟需升級，或者直接選取新材料製備儲能用電池。
鋰離子電池目前在動力電池領域的應用，主要集中在電動汽車和電動二輪車領域。就電動汽車而言，鋰離子電池經過充分驗證的工作效能，得到眾多廠家的信賴。鈉離子電池作為新興事物，自然難以撼動其堅固的市場地位，但是對於續航里程要求更低的電動二輪車而言，無疑是絕佳的使用場景。
在7月18日，浙江杭州發生的一起電動自行車自燃事件中，坐在後座的女孩被燒成重傷。
有消息稱，該自燃電動自行車所用電瓶，很可能是強制報廢的回收電池。電動自行車企業之所以採取這種電池，無非是為了謀取更大的利益而鋌而走險。如果有性價比更高，安全效能更強的替代品，是否可以有效降低這種情況的發生？
鈉離子電池在自然界分佈廣泛，成本控制較鋰電池更為容易。
以11.5KWh為標準，如果用錳酸鋰正極，配石墨負極用於鋰離子電池，成本為1022美元；鋰元素佔比約為4.3%，對應的錳基正極，鈉只需4.57美元，大幅節省38.95美元，由此帶來正極成本下降4%左右。從而推動電解質鹽、過渡金屬、有機源材料等原材料成本共振下降。
至於鈉離子電池最高能量密度為150Wh，較鈉離子電池低50Wh；但是對於短途代步的電動二輪車而言，在大幅降低生產成本，且能維持與鋰電池較為相似的續航里程情況下，在電動二輪車賽道大範圍普及鈉離子電池存在明顯可能性，愛瑪科技或許正是第一個吃螃蟹的人。
將鋰離子電池從應用場景要求更低的電動二輪車中解脱出來，對於鋰離子動力電池而言，無疑是提升了鋰礦供給集中度，從而緩解國內鋰礦供應不足的問題。
而在儲能領域，鈉離子儲能系統的落地，已經客觀反映出監管層對於鈉離子與鋰離子電池的功能劃分；即推動鈉離子電池在儲能領域的商用，弱化現階段鈉離子電池與鋰離子電池的成本差距問題。
如此看來，鈉離子電池相較於鋰離子電池而言，並不屬於同一競爭賽道。鈉離子電池主要應用場景，並不涉及目前鋰離子主要面向的動力電池領域。反而伴隨鈉離子電池的普及，可以為鋰離子電池節省面向電動二輪車的產能，從而加大對動力電池的產出，換取更大的利潤。
03 電池界的“海思備胎”
儘管鈉離子電池，目前主要面向電動二輪車和儲能領域，但不代表其不能運用在動力電池領域。
實際上，鋰電池自1997年至今，生產工藝一直停滯不前，針對鋰元素化學性質活躍，提純難度大，回收難度大的工藝瓶頸一直沒有突破。儲量更大，化學性質更穩定的鈉元素成為替代之選。而且鈉和鋰從化學性質上較為相似，可以迅速套用鋰電池技術。
更為關鍵的是，因為鈉元素化學性質更穩定，對寒冷天氣具有更好的耐受度，大幅降低寒冷天氣掉電的可能。即便是零下20度的環境中，鈉電池的電解質仍然能夠穩定放電。
故此，在未來鈉離子電池技術成熟時，無論是電子產品，還是電動汽車，都有更為廣泛的適用範圍。
比如在我國東北、內蒙以及青藏高原等寒冷天氣居多的地區，電動車普及度較低；且某些大牌手機因環境温度較低，導致電池電壓低於正常使用電壓，從而無法開機，影響正常使用。
人無遠慮，必有近憂，對於企業而言也一樣。尤其是做大做強之後的細分賽道頭部企業。寧德時代之所以極力推進鈉離子電池在動力電池領域的應用，或許正是看到了近年來華為的遭遇。
海外限制華為的芯片供應，華為掏出“備胎”海思麒麟芯片，直接封鎖華為芯片供應，華為則直接拿出鴻蒙系統和你講“萬物互聯”。
專注動力電池領域的寧德時代，今年6月份動力電池裝機量已經達到49%，依照目前不斷擴產的趨勢，該數據有望進一步提升。
而根據SNE Research數據，2020年寧德時代在電動汽車上的裝機量為34GWh，市場份額達24.82%，排名全球第一。LG新能源裝機量為31GWh，市場份額22.63%，緊隨其後。
今年前五個月，寧德時代依然以22.1GWh的裝機量和27.1%的市場份額名列第一，LG新能源以21.7GWh的裝機量和26.6%的市場份額排名第二。顯然，寧德時代已經對海外競爭企業形成優勢，疊加比亞迪等國內其他企業的佔比，國內企業在全球動力電池領域較海外企業有明顯優勢。
但這種優勢，是建立在鋰礦自給率只有20%的基礎上，一旦海外鋰礦進口被掐斷，以寧德時代為代表的國內動力電池企業，將面臨比華為更嚴峻的考驗，可以説毫無緩衝期可言。但是鈉離子電池技術，卻可以為國內動力電池企業，提供不可多得的喘息的機會。
正如我國芯片產業，早年間因為全球供應鏈運轉順暢，忽視了依託全球最完整的工業體系打造自己的光刻機供應鏈，導致近兩年頻頻被卡脖子，終究要補上這一環。寧德時代積極探索鈉離子電池技術在動力電池領域的應用，某種程度上，就是在研製動力電池領域的國產光刻機。