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钠电池尚未量产产能已严重过剩

钠电池尚未量产产能已严重过剩

一、铅酸蓄电池市场的本质:三成前装、七成换新

据工信部数据,2020年我国铅酸蓄电池产量为227Gwh,市场规模为1659亿元,同比增长4.67%,年均复合增长速度为3.62%。全球铅酸电池规模估计超过500GWh。整个铅酸电池市场保持平稳增长




从消费结构看




汽车启动蓄电池和电动二轮车合计占73%,占绝大多数。中国汽车保有量快速增加,汽车行业铅蓄电池市场庞大。据公安部数据,2021年,我国的汽车保有量达3.02亿辆,新注册登记汽车数量为0.26亿辆。2014-2021年中国汽车保有量及新注册登记量




从两轮电动车行业市场现状来看,据中国自行车协会数据,2020年我国两轮电动车保有量约为3.2亿辆,2020年市场销量分4760万辆。2012-2021年中国两轮电动车产销量情况统计




由技术特征决定,铅酸电池市场是一个存量升级+前装共同组成的市场。通过简单的统计分析得出下面的表格:




其中汽车启动电池的场景是高温、高湿,刚好与钠离子电池的特点相反,汽车启停场景钠电池无法覆盖。

二轮车的高峰在2023年,到2025年全国保持4亿存量+4500万增量。2025年的二轮车的前装市场空间预计不超过16Gwh。当然,二轮车市场有9Gwh左右的锰酸锂高端市场,也可以算到钠可见市场。通信、电力储能跟车一样,也是一个三七开的存量缓慢升级的市场,2025年预计总空间75Gwh,钠可见20Gwh。

所以,2025年钠离子电池能够看到的市场机会最大值=16+20+9=45Gwh,即使同比例放大到全球,不超过60Gwh。其它244Gwh继续有传统的铅酸,或者石墨烯铅酸电池覆盖。

乐观估计,2025年按照可见市场20%的渗透率,市场空间12Gwh。2026年渗透率40%,达到24Gwh。

大家不要对这个结论惊讶。天能在全国有8000家经销商,40万服务网点,铅酸电池的存量更新是数倍于前装市场的存在。

二、A000级乘用车市场:低质、低价、低利

五菱宏光(参数丨图片)mini EV作为国民神车,成本及其友好。




以宏光mini EV 13度电版本做参考,提供96v的驱动电压,额度功率10kw,Max功率20kw。LFP大概32串2并一共64节电池。海纳32138型号圆柱钠离子电池需要32串36并一共1152颗,鹏辉41030型号圆柱钠离子电池需要32串24并一共768颗,多氟多的61030型号圆柱钠电池需要576颗。LFP电池的放电效率达到99%,钠离子电池越大,效率越低,多氟多的大圆柱pack后,放电效率只能做到89%,差强人意。

最大的问题是pack。钠电池的数量是LFP的9~18倍,成组效率低,pack增加成本很多。按照pack:cell=4:6计算,cell必须补贴pack 20%才能打平。钠离子车型,结构件、BMS、散热需要更多成本,所以,钠离子做小了电池的空间。

据某证券调研团的核算,每辆车赚89元,做这个细分市场产业的零部件供应商,基本都不赚钱,包括做电池的,国轩等常年亏损。过去因为有新能源积分兑换,保持微利。以后新能源积分不值钱了,销售价不涨估计厂家不愿意卖。如果价格不涨,按照2021年可比计算,以后A000级别的EV在国内大概上限在120万辆。以12度电/辆计算,需要15Gwh电池。

中科海纳、多氟多、腾辉等已公布量产线的公司,都走大圆柱路线,意在低速乘用车(为什么不是储能?以后解释),所以,低速乘用车的渗透率给高一点40%,最大6Gwh。

三、储能市场:五年后才能touch




上图是中科海纳最新的展示柜,他的商用柜是100Kwh,是现在的1/10,1Mwh柜离商用估计还3年以上。海纳走三元层状氧化物路线,特点是能量密度稍高,但牺牲循环寿命,其实不适合储能。即使在这种情况下,LFP: 钠 =5.7:1。以后真正打储能的聚阴离子出来后,体积容量之间的GAP还会拉大。

储能的密度有多么重要?看下图:




有人会说,钠电池安全,不需要那么复杂。钠离子电池比锂电池要安全一些,主要是产生晶枝的概率小一些,内阻高瞬间放电电流小一些。但是钠离子和锂离子都用液态的电解液,液态有机高分子材料,隔膜都是PE、PP、PVDF等高分子材料,为了改善性能都添加有机高分子材料,这是自燃、爆炸的源头。自生热阶段,又被叫做热积累阶段,它开始于SEI膜的溶解。SEI膜在温度达到90℃左右的时候,其溶解现象就会被明显的观察到SEI膜的溶解,使得负极以及负极内包含的嵌锂、钠碳成分直接暴露在电解液里,嵌锂、钠碳与电解液发生放热反应,造成温度升高。温度的上升反过来促进了SEI膜的进一步分解。如果没有外部降温手段的作用,这个过程会滚动向前,直至SEI膜全部分解。




所以,跟铅酸、水系钠离子等无机电解液电池,有本质区别。按照使用场景,户内、密闭空间,风险没有显著区别。

有人可能会问,难道不能够把钠电池的容量做上去吗? 这是个好问题。且看下面的表格:




中科海纳宣称他们的商用局效率达到86%,按此推算内阻值应该在15mΩ,但为了避免估算误差引起误解,笔者取12mΩ的保守值。从表格可以看出,电压恒定为3.2v,如果想加大容量,电流必定增大。电流每增加一倍,内阻耗电增加四倍。钠电池如果要追上LFP的容量大小,系统效率降低到29.8%,达到完全不可用状态。钠电池最大的圆柱型封装是多氟多的61030,对应容量是LFP的1/7,但放电效率已经低于90%,算上PCS等损耗,预计低于85%的系统效率,基本不可用。

钠电池在储能中碰到的问题是,系统集成密度太低、能量转换效率太低。钠电池电站,被大量花费在机箱、机柜、电缆、风扇、BMS、EMS等部件上,真实成本根本不敢核算。

其次,最近几年各个厂家你追我赶,LFP在储能场景进步神速,亿纬锂能的560Ah电池已发布,2024年初量产,电池密度再翻倍。

电池集成度提升,实质是将其它开销转移为电池成本,做大电池蛋糕和利润。钠电和LFP,走不同的方向。

已经投产和规划投产的钠电产线,绝大都是三元层状氧化物的路线,大圆柱封装,这种针对低速四轮车的优化设计,明摆着对储能没信心。2027年以后再看钠电池。

市场总结:




四、市场尚未起步,钠电池的产能就严重过剩




锂电池、中负极、隔膜等企业跨界到钠电池很容易,表格只统计了已经披露的数据,还有大量的创业企业在陆续入场,除了CATL外没有统计锂电企业的意图。

到2025年,乐观需求21Gwh,供需比为3;悲观需求10.5,供需比=6!

钠离子的目标市场对成本极其苛刻,在没有资源约束的情况下,必然传导到电池厂进行产业链垂直整合,正负极材料、隔膜、电解液、铝箔等,将产生大量的重复建设,拉低整个产业的效率。

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