立方新能源钠电池交流纪要–20221013

嘉宾：湖南立方新能源董事长兼总经理涂健。曾是ATL核心研发人员从，从事锂离子电池、钠离子电池研究22年，先后获东莞、株洲高科技领军人才荣誉。公司简介：母公司立方新能源布局数码，子公司钠方布局储能。公司于2016年申请省级战略新兴产业项目，布局钠离子电池。18年左右与南网和国网合作研发钠电池，同时与美国M公司在普鲁士蓝方面中试钠电池。目前公司已有六年钠电经验，已尝试过各类钠电主流体系：立方16年研究普鲁士蓝体系并形成专利，18年与国网合作研究磷酸钒材料，到19年，因为能量密度原因，选取氧化物体系量产，能量密度最接近铁锂，具备专利布局。嘉宾综述：今年4月19日，公司发布第一代钠离子电池，处于客户送样阶段。目前研究进步很快，在发布会之后再得到充分优化，例如储能领域开发安全电池时，其热稳定性比铁锂还安全；在循环方面，目前最好的结果是达到1000次循环没有任何衰减。前面几年钠电池没有批量生产，因为碳酸锂价格很低，钠电池竞争力不大。传统两大产业中1.数码领域，钠比锂重，体积能量密度和重量能量密度都无法和锂竞争。2.电动车领域，同样原因。目前，碳酸锂价格从2021年以来爆发增长，未来3-5年情况也不容乐观，中国87%的锂资源是从国外进口，而这些进口国家与中国地缘政治并不一定非常友好。同时，储能领域迅速崛起，钠未来发展的战略意义凸显。整个行业而言，目前相对进度较快的是中科海纳，在安徽投产1GWh生产线，已经在生产，预计聚焦于大型储能领域；钠创可能聚焦于18650电池，在二轮和三轮车领域布局。国外方面，美国有NatronEnergy，在做普鲁士蓝体系，能量密度很低但循环性能很好，立方与其合作达到6-10万次循环；英国有Faradion，在做与钛相关的氧化物系列，法国有tiamat，他们在做磷酸钒钠和磷酸钒氟钠体系。每个国家都有一个标志性钠电池企业，中国相对更多。Q：如何看待钠电池的门槛？行业的难点在哪？A：钠电池与锂电池行业雷同。门槛有三个方面：1.材料和专利这一领域，即技术门槛，目前大家并不一定非常尊重知识产权，未来会有一些相应的问题。2.工艺生产制造门槛，例如宁德时代，客户愿意找，制造能力受认可。钠电方面在产品的良率95%还是99%，制造成本不同。制造的整体能力对于现有锂电池企业有利，但不利于初创团队。3.快速迭代能力。例如公司用6个月时间就从2000循环突破到4000循环，各个体系都要不断优化。Q：从参数性能指标方面来看，钠离子电池不同技术路线的优劣势对比？A：成本、性能、安全性以及可回收性等，三条技术路线制作工艺差不多，各有优劣。l 普鲁士蓝体系：成本最低，安全最好，环境适宜性不错。工艺有挑战，普鲁士蓝容易吸水，会对循环造成很大影响，需要know-how，能量密度相对最低，因为体积密度较低，如果铁锂体积能量密度是1的话，普鲁士蓝只有0.5左右。l 氧化物：能量密度达到铁锂的0.8-0.85，如果牺牲循环性，可以做到0.9-0.95，环境适宜性和低温性能不错。成本比普鲁士蓝高，需要700-900度高温烧结。l 磷酸盐：主流体系是磷酸钒或磷酸钒氟系，循环稳定性不错，类似磷酸铁锂，但成本最高，价格很难下降，因为资源不够，开采有污染，而且材料本身有毒性。能量密度介于氧化物和普鲁士蓝中间。Q：预计钠离子技术进步速度如何？能量密度从140到160-180？ 循环寿命从4000到5000-6000次？A：锂电池每年以6%-8%的速度不断提升，持续了10-20年的发展，从刚开始90年的1860到现在特斯拉用的3.3-3.4甚至4Ah的样品。无法给出钠电池迭代精确预期，但肯定可以往前走。第一点是在于能量密度，能量密度可以通过电压提升而提升，但会损失循环性能。只能针对不同用途定位不同产品，比如针对储能方面，循环次数要求更高，而二轮三轮的能量密度要求高于循环。单纯能量密度方面，很快就能做到或接近铁锂。从循环角度，测试循环需要耗时，一天能做个7-10个循环，要6000次循环的话，需要2年时间测算。预计宣称做到6000次循环的，预计23年年底才能实现。Q：钠电池用于储能的话，可以用于多大容量的储能和电站应用场景？A：这一方面应用还需要一点时间。如果做大型储能的话，23年大家应该是大批量示范使用，没有那么快，比如在100GW系统中先选10Gw。Q：钠电池充放电倍率能否覆盖大多数应用场景？A：储能方面没问题，循环使用场景是在0.3C-0.5C甚至1C下去做，在这个倍率下，各家展示结果应该都没有问题。Q：在动力场景下，可能要求充放电倍率较高，是否对电池性能有影响？A：钠电池除了储能应用，或者是用于A0、A00级的这些车对续航里程能量密度要求不高的产品，反倒是追求成本。这些应用实际上在快充领域的要求并不高。Q：钠电池三个难点-材料、生产工艺、快速迭代能力，分析一下材料、制作工艺方面的难点在哪些方面？A：材料方面：面临很多问题，路线不统一。例如1.前驱体制作过程，例如元素沉积和沉积速度等；2.材料工艺，浆料工艺等多个方面有些问题存在难点；3.材料结构，材料结构对未来电池长期循环稳定性、产钠脱钠等方面存在影响，需要用时间克服。所以我们去找振华合作，它具有多年经验值得借鉴移植。负极材料方面情况类似，例如烧结温度控制和均匀性问题，中间的杂质是否能去除等。Q：四大材料里面，比较困难的是哪些材料？A：每个材料都有类似难点，只是各个材料的难点如何克服的问题。Q：目前公司花更多精力在哪条钠电技术路线？A：目前主要精力在氧化物+硬碳方面。等技术变成产品，能够批量化后才会去看普鲁士蓝等领域。Q：正极方面，公司跟振华的合作是双方共同研发是吗？A：对。Q：振华与不同的厂家都在采用合作研发吗？A：振华最主要还是在和我们进行合作。因为我们提前进行布局，有材料结构方面的专利，我们也在充分利用它的锂电池烧结工艺经验，以及单晶方面的独有技术。Q：电解液方面，我们怎么考虑电解液的重要性呢？比如把添加剂掌握在自己手里？A：大家都在布局添加剂方面的研发，我们已有6-7项添加剂的专利。钠电池真正进入风口也就在这两年中，目前材料还有很大空间。简单的做法是沿用锂电池添加剂进行尝试，更多的做法是，也是我们目前在做的，是专门开发去用钠电池的添加剂。Q：钠电池还处于快速发展阶段，每家企业根据自己的长处短处和能力范围在材料的各个领域都会有不一样的深入研究和研发的布局？A：没错。Q：钠电和锂电在产线制作方面有没有什么不太一样的地方？有没有新的难点？ A：目前基本可以沿用锂电池的一些生产工艺，未来还有很多新的东西要做，包括降低成本。因为钠电池最大的优势是资源优势和成本优势。价格越低，更快放量突破。工艺过程中，有很多材料的难度，还需要改善。Q：公司4月份发布过新产品，目前的新进展是怎么样的？A：公司4月发布的时候，2千次循环在储能上远远不够，但可能用在二轮三轮方面又绰绰有余，现在有4000次的产品。所以我们在根据产品市场需求，设计相应能量密度、循环、安全性能的东西。Q：公司目前处于中试阶段，对吗？A：我们可以大胆的讲，目前行业都在中试，并没有说哪一家真正走到了大批量生产阶段。Q：目前中试的产能都建立在原有锂电基础上的？A：对。Q：公司目标客户或者应用场景是怎么定位的？A：我们在大储、二轮三轮车这两块都有在做。Q：公司明年有量产线规划吗？A：公司目前在一些地方有规划10GW产能，公司目前铁锂这块的储能也在满负荷生产，在钠电不断布局新产能。Q：公司是否有新的产品指标数据？A：不同产品有不同指标。比如二轮三轮，能量密度更高，降低循环，做到280-300Wh/L，循环1千次左右；储能也在开发，能量密度降低，降到130左右，循环寿命延长到3500-4000次。公司用这两款产品应对储能市场和二轮三轮市场。Q：公司目前对两轮三轮车更加偏向吗？A：对。二轮三轮车市场对成本更敏感，是钠电池容易上量的市场。Q：公司有没有测算过，碳酸锂价格跌到多少时，钠电池就不具备成本优势了？A：钠电池目前还处于“少年”阶段，材料价格还有很大下降空间。举例来说，硬碳价格可能比某些石墨价格还要高，比如日本硬碳十多万一吨，但石墨国内批量价格才3-4万元，未来硬碳价格可能降到比石墨还要低。只从成本角度考虑，预估即便碳酸锂降到4万元/吨，钠电池相比锂电池仍然有成本优势。而实际上，未来3-5年，国内电动车、储能市场不断发展，从2021到2030年最保守预测都有10倍以上的增长空间。碳酸锂价格在未来3-5年长期会在15-20万元以上，所以在这个角度，钠电池成本优势是毋庸置公众号：讯息社疑的。即便是目前状态，钠电池成本仍然比锂电池低10%-15%。Q：现阶段钠电池原材料占比？A：目前没有太多参考意义。比如最好的负极材料，日本的硬碳报价十几万元/吨，远远高于未来量产的成本。目前专注于钠电的这些厂家，还在上量阶段，材料成本未来还会有很大下降空间。等到成熟阶段，正极展到20%-30%左右，负极占到15%-20%左右。Q：从原材料企业角度考虑，产业化达到规模化量产需要多长时间？A：不需要太长时间，国内厂家做的东西可能也只是略差于日本企业，但很多厂家反馈很快，研发进度很快，甚至性能等某些方面已经超过日本可乐丽。Q：钠电池什么时候才能实现盈利，或者说钠电达到多大的营收规模时产业链才有利可图？A：这是一个动态过程。量小的时候价高，量高的时候价低，量更大的时候价格更低。 目前量小的时候，大家对钠电池有一定的期望和容忍度，可以接受较高的价格来试用它。Q：比如说钠电池达到5GWh左右的时候，按目前的科研成本来看，钠电企业有盈利的可能性吗？A：我觉得是有的。最大的问题在于制造能力能否做好，能否实现良率较高，成本降低。Q：相较于市场上某些企业的钠电一体化布局，公司则是主要在做钠电池环节，公司怎么看待这种发展路径的区分？A：各有各的考虑。1.各家公司做得怎么样还是看产品数据说话；2. 公司倾向于开放体系。比如宁德实现1年2-3千亿销售额的规模，以它的规模是完全可以自建养活全产业链布局，但它没有做。因为从长期来看，不可能做到一家通吃，各个产业链有各自know-how的经验和技术，比如电芯这块已经是一个非常难做的行业。大家应该把自己做的事情做成乘法，与别人差异化。全产业链的问题在于所有的关键点都在自己的封闭环节中，最后可能一荣俱荣，一损俱损。而宁德目前则是谁的材料好用谁的，谁的成本有优势就用谁的。举例来说，从短期来看，公司投资六氟磷酸钠等，是有帮助的，但从长期来看，原先做六氟磷酸锂的厂家都可以来做六氟磷酸钠；长期来看不一定有技术优势，成本优势。公司更倾向于以长期来看的视角，倾向于注重公司核心优势的布局。Q：钠电的行业标准、补贴政策是否有反馈？A：这不是我们企业考虑的。我个人觉得，从政府角度来看会有很大的危机感，今年锂价上涨，而矿的资源掌握在美国边上或与美国关系好的国家手上，目前碳酸锂价格国际与国内是倒挂的，国外还更加便宜。如果锂电被上游受制，这会是国家不希望的。未来从钠电角度发展来看，需要国家做相应的扶持，把plan B计划做得更好，才会抑制住锂矿资源影响，我相信未来会有钠电池的政策扶持。Q：公司是否有参与钠电池行业标准？预计钠电池标准发布的时间表如何？A：公司有参与。钠电池行业标准制定用时有将近1年半时间，但目前国家标准确实非常快，第一版修订意见预计可能在半年之内就发出来。这也反映了国家对钠电池的重视。Q：公司看钠电池23-24、25年行业空间如何？A：海外方面，已经有客户在购买公司产品、在测试，公司产品已投往海外电摩等两轮市场，但海外钠电池发展预计会慢一点。国内反而会更快，大家对钠电池已经有充分认知。二轮三轮市场会很快推进。大型储能体系太大，比如三元体系已经被禁止，铁锂也不是绝对安全，在大型电储方面，大家会谨慎一点，明年主要是示范性布局，预计储能24年中国才会爆发。预计钠电明年能够形成几个亿-几十亿的规模，24-25年可能会形成几十亿到几百亿的。Q：从产品角度来说，钠电池有什么其他的短板吗？比如BMS控制系统等？A：材料方面，钠电池在选材时已经是建立在锂电池经验体系之上，没有太多的瓶颈。