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宁德时代的“能量魔方”,钠离子电池新起点

液压机械 2022-04-13 21:44 0
核心提示:2020年一场突如其来的疫情,让日益严峻的环境问题再次成为世人关注的焦点。以中国为主的全球主要经济体,将改善环境问题的突破口

 2020年一场突如其来的疫情,让日益严峻的环境问题再次成为世人关注的焦点。以中国为主的全球主要经济体,将改善环境问题的突破口,聚焦于通过植树造林、节能减排等形式,抵消人类活动制造的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”,即“碳中和”目标。关于碳中和目标的实现,2021年7月15日,中国工程院院士、上海交通大学副校长黄震教授,在接受媒体采访时表示,实现碳中和目标,需要颠覆性的技术。值得注意的是,今年5月份,中国工程院院士、清华大学化学工程系教授金涌也曾在接受采访时表达该观点。

由此可见,实现“碳中和”目标需要颠覆性技术赋能,已经是学术界的普遍共识。想要单纯依靠节能减排等传统办法,无论如何量变,也无法产生质变。即单纯通过植树、少使用化石能源等手段,无法达成二氧化碳“零排放”目标。就碳排放大户,汽车整车业来看,若保持其燃油车时代的碳排放量,按照全球近年来汽车整车销量不断提升的情况来看,整车行业似乎永远无法实现碳中和目标;故此新能源车顺势而起,销量不断提升。在此背景下,占新能源车成本近40%的动力电池,自然成为限制新能源车企产能的重要一环。在新能源车旺盛的需求面前,全球动力电池产能持续告急,行业迫切需要新鲜血液补充。宁德时代作为全球主要动力电池供应商,自成立至今一直坚持技术多元化发展路线,积极探索清洁能源转型。正如公司创始人兼董事长曾毓群所说:多元化的技术路线,是这个产业长期稳定发展的重要保障。在多元化发展策略指引下,宁德时代不仅在锂离子动力电池领域做到全球第一,还持续推动钠离子动力电池技术发展。公司7月29日发布的第一代钠离子动力电池,能量密度已经达到160Wh/kg,已经达到商用标准,远超此前市场预期。未来随着公司其他技术路线日趋成熟,宁德时代或将推出无钴电池甚至固态动力电池。01 下游需求放量,动力电池再添新军采用动力电池的新能源汽车,自2020年开始出货量快速提升。根据EV volumes数据,2020年全球新能源汽车的的销量为324万,而2019年同期为226万,同比增长了43.36%。仅以国内为例,2020年中国新能源车销量136.7万辆,同比增长10.9%。其中,纯电动汽车销量为109.4万辆,同比增11.6%;插电式混合动力汽车销量为24.9万辆,同比增长8.4%;电动车渗透率从2019年的4.7%提升至2020年的5.4%。时至今日,电动车渗透率进一步提升。根据盖世汽车研究院数据可知,2021年5月、6月汽车销量同比下降的背景下,内燃机车型(ICE)占比,从今年4月份86.3%降至6月份的82.55%。电池动力汽车(BEV)占比从8%提升至10.98%,增速明显。据此测算,国内新能源汽车销量未来5年复合增长率在40%左右;到2025年有望超过800万辆,是2020年的6.4倍,是2021E(260万辆)的3.3倍。按照2025年汽车总销量2500万辆预计,新能源车销量渗透率达32%。

在以动力电池驱动的新能源车型(BEV)中,动力电池成本占比将近40%。因此市场一度认为买BEV汽车,就是在买电池。BEV出货量大幅提升,直接推动动力电池市场规模持续扩容。据SNEResearch数据显示,2020年以锂动力电池为主的全球车用动力电池装机量同比增长17%,达到137GWh。宁德时代和LG新能源2020年出货量分别为50GWh和48GWh,占据了全球电池市场的半数以上,逐渐呈现双寡头格局。以国内为例,宁德时代以总装机量31.79GWh无悬念登顶,且大比分领先其他对手,占国内市场总装机量的一半;比亚迪排名第二,市场份额达到14.9%;第三名LG化学装机量与前两名有不小的差距,为4.13GWh,占市场总装机量的6.5%。作为动力电池发展路径重要组成部分,固态电池技术尚不成熟,钠离子动力电池则长期受限于能量密度较低,多用于储能领域。2021年7月29日,宁德时代在其技术多元化发展战略指引下,终于突破钠离子动力电池能量密度低的技术瓶颈,符合商用标准,推出第一代钠离子动力电池。02 更好的化学稳定性与低温性能对于习惯了锂离子电池的投资者而言,钠离子电池的应用前景,以及应用可行性一直是其最关心的问题。实际上,钠离子电池和此前常见的“锂电池”没有本质区别,不过是动力电池多元化发展的一个分支。又因为锂离子动力电池,长期占据投资者和消费者心理认知,人们接受新技术需要一定时间。宁德时代此次发布的第一代钠离子电池,电芯单体能量密度已经达到160Wh/kg,与磷酸铁锂动力电池相当。而且公司研究团队在前人研究基础上,创新性地对材料的体相结构进行电荷重排,对材料表面进行重新的设计,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,公司还提出第二代钠离子电池能量密度将提升至200Wh/kg。叠加常温状态下,钠离子动力电池仅需充电15分钟就能实现80%电量,理论上来看,搭载钠离子动力电池的车型,足以应对日常通勤甚至短途游等应用场景。除能量密度超预期外,钠离子电池由于化学性质更为稳定,在低温环境中表现明显优于锂离子电池。在零下20℃的低温环境下,钠离子电池放电保持率可以保持在90%以上,为新能源车企打开低温地区市场提供基础保障。从中汽协数据可知,东北地区在2021年一季度,客车销售同比增速最高,同比增加180%;但销量依旧较低,伴随近年来东北持续推出经济刺激措施,未来汽车销量仍有较大增长空间。同理,国内西北地区客车销量有望共振增长,新能源车企在钠离子动力电池赋能下,有望逐步打开低温地区市场,从而推动宁德时代增加新的营收来源。
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