欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

储能技术路线选择:钠锂求异(以负极材料为例)

2023-01-07 14:16 作者:舍得低碳频道  | 我要投稿

钠离子电池工作原理与锂离子电池“摇椅式”原理相同,利用钠离子(Na+)在正负极材料之间的可逆脱嵌实现充放电。钠离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成,和锂离子电池的生产设备基本可实现兼容,降低了产业化难度。

钠电产业链布局承袭锂电,利于产业化快速导入。我国钠离子电池产业链还处于初级阶段,产业布局尚不成熟。钠离子电池产业链结构与锂电类似,包括上游资源企业、中游电池材料及电芯企业。


钠离子电池产业链布局承袭锂电


图片

上游原材料变化显著,控制成本与优质提纯技术是制胜关键


硬碳占据负极主流,改善首周循环效率为商业化关键。硬碳材料由于高比容量(300 mAh/g 左右)、低储钠电压(平台段电压在 0.1V 左右)、长循环寿命、来源广而被认为是钠离子电池最具商业化潜力的负极材料。目前,商业化的钠离子电池所使用的负极几乎都是硬碳,硬碳比石墨更易合成。在商业化应用过程中,硬碳面临着首周库伦效率较低的问题,其在酯基电解液中首周库伦效率大多在 50-80%左右。因此,需要通过改进前驱体、改善合成条件等方法减少其内部缺陷,制备出孔隙率低且缺陷少的硬碳。

图片

碳基负极材料结构及电池性能


规模化后生产成本的决定因素:原料价格、残碳率(单耗)、电费(温度和时间)。综合来看,我们认为硬碳成本应该低于人造石墨,软碳成本使用无烟煤之后则更低。

1、原料价格

过去优质负极材料主要采用进口原料(主要指进口针状焦),2019-2020 年原料国产化替代加速,产品成本显著下降。2021 年以来,国内负极材料主要原料的价格呈现上涨趋势。下游需求持续增长,供需博弈下原料价格的上涨已成定局,负极材料厂商成本承压,而压力能否传导至下游电池厂商,取决企业基于技术壁垒和客户资源所构筑的议价能力。

2、残碳率(单耗)

石墨负极材料中,天然石墨单耗相对确定,人造石墨单耗波动较大,依据负极材料厂商披露的数据计算,单耗在 1.21-2.28 区间内。单耗可能随石油焦和针状焦用量的占比差异而有所变化,除高端人造石墨主要采用针状焦为主外,其余不同品质的负极材料原料用量的具体配比未知。硬碳/软碳负极中,酚醛树脂分子中含有大量的芳香环,残碳率高于其它高分子聚合物,理论值在 55~70%,产业化后可能低于 50%,原料单耗 2 以上;生物质原料的残碳率可能只有 20%;无烟煤的残碳率大概 50-80%,但软碳性能弱于硬碳。

图片

天然石墨单耗相对确定,人造石墨单耗波动较大


3、加工费用

无论是软碳还是硬碳,由于其温度和时长要求远远低于人造石墨,成本结构可参考天然石墨,大规模产业化后制造费用(含电费能耗等)可能略高于天然石墨。

翔丰华产品单位成本构成(万元/吨)


图片

凯金能源产品单位成本构成(万元/吨)


图片

负极材料加工费用主要取决于温度及时长


免费服务:

在舍得低碳公众号发送以下关键字可以查看相关系列的内容)

宏观分析,国际碳市场,中国碳市场,碳市场展望,中国碳价调查,碳交易,碳资产,大宗商品碳关税,碳关税专家交流,欧盟碳关税计算,碳减排制度,发达国家碳排放政策,ISO14064-1,温室气体盘查,产品碳足迹,碳计量,碳排放,低碳供应链,可持续发展案例,可持续发展调研,循环经济,ESG,钢铁ESG,乡村振兴,碳中和城市,碳中和招聘岗位

CCER,CCER制度,CCER项目减排效益测算,CCER电力方法学,林业碳汇,林业碳汇项目开发,碳汇造林方法学,林业碳汇专家交流,甲烷减排,绿色金融,个人碳账户

碳中和,电力碳中和,水泥碳中和,玻璃碳中和,化工碳中和,钢铁碳中和,电子制造业碳中和,CCUS,CCUS技术及应用,CCUS技术进展,氢能,氢能发展与电解水制氢,抽水蓄能,太阳能热发电,世界能源发展报告

智慧园区碳中和,零碳智慧园区案例,华为零碳智慧园区,华为智慧园区建设和运营,工业互联网双碳园区,智慧建筑碳中和,商业建筑碳中和,房地产碳评估,智慧交通碳中和,数据中心碳中和,远景零碳,零碳制造,零碳案例

汽车碳中和,汽车行业碳中和,中国乘用车双积分,2022 世界新能源汽车大会,广东汽车碳足迹,汽车左B柱LCA,汽车白车身LCA,废旧轮胎再生橡胶LCA,新能源汽车人才供需,半导体

绿电,绿电专家交流,电价政策,电力市场政策,澳洲电力危机解析,新型储能政策专家交流,户用储能,户用储能成本与收益计算,欧洲户用储能专家交流,国内储能项目进展,虚拟电厂,储能,长时储能

锂电池,电池回收,动力电池,动力电池发展趋势,动力电池市场回顾,传统车企电动化战略,动力电池全球市场格局,锂电材料专家交流,磷酸铁锂专家交流,磷酸铁,石墨化专家交流,4680大圆柱电池,电池隔膜行业竞争壁垒,磷酸锰铁锂,Pet铜箔,钠离子电池

付费服务(零碳工厂、零碳园区):

1、个人和企业层面的碳排放管理、碳资产管理培训

2、上市企业、各类园区的组织层面碳盘查、产品层面碳足迹、碳中和规划、碳配额资产托管、国内外碳信用申请和交易(CCER、林业碳汇、VCS、GS等)


储能技术路线选择:钠锂求异(以负极材料为例)的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律