华夏储说6丨全球性资源保护下，钠电池或将在储能领域蹚出一条新路

全球性的资源保护下钠电池及其他新的电池技术或将蹚出一条新路

中国是锂电消费大国，相对来讲，中国本身是一个富锂大国，但中国的盐湖锂资源及其品位要弱于南美三国，大规模开采及产能提升的爬坡周期较长，难以实现经济且大规模开采，预计国内市场海外锂占比将长期维持在85%-90%之间。去年来虽然锂价“过山车”又迅猛下滑到目前破10万的低点，但长期来讲，在复杂的国际竞争与斗争中，全球产业链的本地化和多中心区域化，以及国际政治和地缘因素的干扰，能源自主意识的觉醒与强化，都决定着锂等关键矿物质和原材料的供给，长期将处于“紧平衡”状态，随时都可能对我国储能新能源产业的发展形成不确定的影响。材料替代的储能新能源技术创新，已经成为美欧“去风险化”的重要路径之一，我国也需要未雨绸缪，加快开发钠电池等产业链和供应链自主可控的新型储能技术，保障我国不断增大的储能市场需求和储能产业的领先发展优势。

一、我国锂资源供给长期趋于“紧平衡”状态

据相关资料，我国锂资源储量排名世界第四位（约800万吨），约占世界总储量的7%。目前世界上大规模开采的锂资源主要是盐湖、锂辉石、锂云母；富锂黏土作为一种潜力资源，部分企业已在墨西哥开展生产试验，尚未进行大规模商业利用。我国同时拥有盐湖、锂辉石、锂云母3种资源，其中盐湖锂主要分布在青海、西藏地区，锂辉石主要分布在四川省，锂云母主要分布在江西省；也有一定规模的黏土型资源，具备较良好的发展前景。

相比海外优质资源，国内锂资源存在硬岩品位相对较低，盐湖中成分复杂、镁锂占比较高，提取难度相对较大等特点。如四川的甲基卡锂辉石品位为1.3%-1.5%，而澳大利亚格林布什锂辉石品位达2.1%；我国察尔汗、大柴旦、一里坪等盐湖的镁锂占比分别为1577、134、90.5，而智利阿塔卡玛盐湖、玻利维亚乌尤尼盐湖的镁锂占比仅为6.4、18.6。

我国锂资源的产量增速较快，但总产量规模有限。目前我国锂资源的产量为7.5万t，约占世界总产量的17%。江西和青海是我国最重要的锂资源生产地，合计占我国总产量的80%。四川、西藏虽然拥有丰富的资源，但因环境保护约束，高寒、高海拔开发环境恶劣，基础设施建设周期长，短期内的产量增长十分有限。

与海外开采矿山相比，国内锂矿的提取生产成本偏高。2021年，世界主要锂矿的开采现金成本不到2900美元/t，澳大利亚优质锂辉石项目开采成本均不超全球平均水平；我国江西宜春锂云母、东西台吉乃尔等项目的提取成本高于3700美元/t，超出世界平均水平约30%。

二、国际政治因素掺杂进产业竞争领域，传统由市场决定的“锂周期”长期更为复杂，未来仍将成为中国锂电产业发展的重要影响因素

去年以来碳酸锂价格开始进入下行通道，从年初的50万元/t一路下挫至后期的10万元/t左右。据第一财经资讯，2023年12月4日碳酸锂期货全部合约跌停，截至收盘主力合约LC2401大跌6.95%，收报9.635万元/t，续创上市以来新低。自去年7月21日上市以来，碳酸锂期货价格相较于上市首日挂牌价（24.6万元/t）已累计下挫逾60%。近期碳酸锂期货价格持续创出新低，通联数据显示，已经跌破10万元/t，且去年11月初到年底碳酸锂期货主力合约累计跌近40%。

近年来国际锂价的高位运行，一直是困扰全球电池和储能企业的老大难问题。甚至在去年一度出现新能源汽车整车厂和储能系统集成商埋怨电池企业榨取他们的利润，电池企业则喊冤上游材料厂，最源头的锂矿和锂盐加工企业个个赚得盆满钵满。不论是动力还是储能行业，大家对锂资源的持续高价位运行充满焦虑，甚至在去年2月，有媒体报道宁德时代拟与多家知名车企合作推行“锂矿返利”计划，通过上下游联动推动碳酸锂价格的回落。据了解，当时碳酸锂最新报价约43.1万元/t。但这之后不到两个月，锂价已经跌破20万元/t，并呈持续下行的趋势。据SMM数据，去年12月4日电池级碳酸锂现货均价报12.8万元/吨，相较年内高点已跌去59.2%。

本轮锂价的下跌，业内人士认为根本原因在于供需矛盾。一方面去前年全球锂价供给紧俏后，不少企业掀起了“全球抢锂”的热潮。锂盐产品的高价位，也刺激了一大批国内外锂矿开采和锂盐产品加工企业扩产复产，从供给端增加原材料的供给；另一方面是下游消费需求走弱、库存上升，形成短时期内的供给过剩所致。主要是动力电池端的需求减弱，今年来我国新能源汽车市场增速已经出现进一步放缓趋势。据中汽协发布的数据，三季度新能源汽车市场增速跌至30%以内，一定程度上削弱了新能源汽车对动力电池消费的拉动力。储能尽管增速较快，但目前总体规模尚小，去年9月以来，储能方面也有减产去库的现象，叠加海外欧洲户储由于去前年两年因俄乌战争危机的“恐慌性消费”增势过猛去库存，近年来对美国等地液化天然气购买量很大减缓电力供应压力，导致部分出口订单缩减；美国市场储能近期因并网缓慢传导至电池需求放缓。对于锂价后期走势，中信证券研报分析称，2023年第三季度，澳洲锂矿产量保持增长，但销量环比回落，销售价格跌幅扩大。受矿价下跌影响，锂价后市展望仍然偏弱。

尽管如此，我们认为，当前锂价因供给与需求两端影响造成的“锂周期”下滑，并不意味着未来我国锂电产业在锂资源供给上就可以“高枕无忧”，锂电产业发展前景无限美好。从中长期来看，一方面需求端全球性的新能源汽车和储能将持续保持更加旺盛的需求，国内储能随着风光新能源的大规模建设亦将保持更大比例的需求增长，在此带动下当前锂价下行走弱的趋势，会逐步得到回升；另一方面，从过往没有政治因素干扰的纯市场化“锂周期”运行规律看，当市场锂资源价格跌至锂矿开采成本价甚至低于成本价后，自然会有部分锂矿企业停工停产减少供给，待市场存量消化完成后又再重启开采。市场去库存的周期一般也就2-3年时间，因此应该说，当前锂资源价格下行也只是一个阶段性的现象。

未来对全球锂资源供给影响更重要的因素，全球性的“经济民族主义”和全球产业链布局变化，主要国家的“能源自主”意识，美西方对中国“去风险化”的排除与封锁等，将对我国锂资源供给形成长久性的约束。

一是“经济民族主义”主导下资源国家控制锂资源全球定价权和资源交易中的主导地位。2022年11月初，南美智利、阿根廷和玻利维亚三国力图构建类似石油输出国组织（OPEC）的锂矿联盟“锂佩克”，以获得在新一轮新旧动能转型过程中的国际贸易与投资红利。印度尼西亚作为全球镍矿的重要出口国，欲图成立“镍金属卡特尔”。锂电池原料的全球贸易会面临一个困境：即出口国力图以集群同盟姿态提高电池级锂矿资源及配套金属的价格，保证本国定价权，同时以这一方式扩大己方在全球资源外交中的主导地位。目前，上述国家已禁止直接出口原矿，并不再允许外国资本直接介入其锂矿开发，只允许提供相关技术与当地企业合作；在下游正负极材料生产及电池生产领域可允许外国企业参与，但需给当地保留51%的权益（即由当地企业控股）。智利成立一家100%国有的锂公司，参与该国所有的锂产业，形成对锂资源的国家垄断。这些情况表明，资源国家已开始介入锂矿、镍矿等关键矿物质和重要原材料的开发与生产领域，必将对全球锂、镍等资源的供给和价格的波动产生重大影响。

二是美西方针对中国的“去风险化”，力图将中国排除在全球锂电池产业链和供应链之外，大范围阻击中国企业获取锂等重要战略资源。美国国会积极通过立法削弱中国企业的竞争力，通过气候立法《通胀消减法案》，针对电池、电池组件和电池的关键矿物成分的原产地新规将从2024年开始分阶段生效，并实行大额度奖励刺激以使跨国公司脱离中国的电池供应网络。加拿大政府施加的“国家安全”为名对中国企业获取锂矿资源实施强制撤资和市场剥夺；中国锂企在非洲遭受社区势力指控称“违反人权”；在墨西哥，中国锂企遭受政府政策反复不定的压力。

三、新“锂周期”下，应对锂电供应链冲击，需加大电池技术创新

全球锂资源供给侧的变化，长期将对我国锂电产业链和供应链产生冲击。目前锂电池原料及其配套金属生产国出现的联合，包括所产生的价格传导机制导致的原料成本上涨及跨国供需新的不平衡，长期对我锂电池产业和供应链产生冲击。从当前的情况看，海外锂矿产能或许将长期维持高位，但中国的锂矿总体资源禀赋差，提锂难度大，生产成本高，我国锂盐的锂精矿需要大量进口的地位不会短期内改变。我国进入去年来碳酸锂价格下行带来的利好，并不会进入传统“锂周期”回归4万元稳定的下行期。根据当前各方面的预测，未来锂盐价格将随着供给释放而下跌，锂价将回归其本身的价值，预测在12万-15万元/吨之间。全球锂矿市场出现的利好锂电池产业发展形势，在某种程度上也反映出南美三国“锂佩克”联盟尚未整合成型，资源国家对全球锂资源供给的干预与控制尚未加力。未来随着资源国家对本国关键原材料的管控与掌控力度加强，终将改变市场供需决定“锂周期”的格局。长期来看，我国仍需在动力和储能电池关键原材料的替代、以及新的储能技术研发创新上，坚定地走自主掌控的道路。

应对全球新的“锂周期”变化，推动电池技术研发升级，开发少锂而强能的新电池技术，或积极实现电池内容物（如钠离子电池等）的更新换代，成为摆在中国电池企业面前的紧迫课题。中科院院士孙世刚在去年4月2日中国电动汽车百人会上指出，现有锂离子电池面临着四个重大挑战：

一、锂等资源严重限制其规模储能应用，目前我国70%的锂依赖进口，亟需发展新的材料体系；

二、能量密度接近理论极限，锂离子电池远不能满足发展重大需求，限制了多场景应用；

三、安全事故频发；

四、极端环境的适应性不足，特别是在水下深海探测、升空探测等极端环境下，都需要更好的适应性。诸如钠离子电池等新的电池和储能技术，尽管目前进入规模化生产和应用还有较长的路要走，但从产业控制力和产业发展安全、我国新能源发展的实际需要，我国储能头部企业仍需持续加大投入实施突破，推进其早日实现产业化，实现锂电池和钠电池“两条腿”走路，满足我国储能新能源发展的实际需要；同时形成在全球新型钠电池领域的技术和产业的领先优势，增强产业竞争力。

四、钠电池已处于产业化的突破“门槛”，推进钠离子电池产业化仍是我国储能产业必须坚定不移要走的道路

电化学电池发展的总体趋势是：锂电池或将跟随新能源汽车追求续航里程和快充性能，以及在航空航天等更广泛的领域，向高能量密度、高端化发展；钠电池以其低成本、高安全性和低温性能等优势，占据更大的中低端电池空间，形成重要补充甚至替代。

钠电池以其绝对的成本优势以及低温性能等，将成为电化学储能的重要一极。相比锂资源，钠资源更丰富且成本更低，为锂的420倍，我国等许多国家都有储量丰富的钠资源，发展钠电池可避免被关键原材料卡脖子的风险。以正极材料而言，相比锂电池的三元聚合物使用锂镍钴锰或镍钴铝酸锂，钠电池的铁锰镍正极材料的成本仅为一半左右。使用低浓度电解液，钠盐的电导率比锂电解液高20%，从而兼顾成本和效率。比起不稳定的锂离子，钠离子电池的安全性也有所提升。虽然在能量密度方面，钠电池始终无法和锂电池相提并论，但凭借成本上的绝对优势，以及在低温性能和快充方面的优势，钠电池有望获得较大范围的应用。

钠离子电池具有低温性能、倍率性能及经济性更优的特点，适合应用在对能量密度要求不高、对安全性和寿命要求较高的领域，如储能、商用车以及部分乘用车等。此外，钠离子电池还在两轮电动车、数据中心、通信基站等领域有广阔的市场空间。

据相关报道显示，目前部分企业开发的层状氧化物钠电池成本已大体控制在0.5元/Wh（磷酸铁锂电池约为0.5元/Wh，三元锂电池0.6元/Wh），虽然考虑其性能上距锂电池还存在较大差距，现有价格并不具备经济性，但长期看钠电池规模量产后成本可维持在0.3-0.4元/Wh。

钠离子电池开始步入产业化发展的初期。中国走在全球钠离子电池研发应用的前列，在钠离子电池正负极材料、电解液、隔膜、集流体等方面都有突出的创新成果。据相关资料，截至2022年12月，全球钠离子电池领域的有效专利总计为9862项，其中5486项来自中国，占比超过55%。中国钠离子电池技术的研发应用将开发新的储能技术路线，带动全球钠离子电池产业发展。

在核心技术方面，中国已掌握生产钠离子软包电芯、提高钠离子电池能量密度、研发具备良好低温性能的钠离子电池等技术，钠离子电池正负极材料的制备和供货达到百吨级。在电池系统方面，中国企业制定出锂钠混搭方案，将钠离子电池与锂离子电池按照一定比例混搭集成到同一个电池系统中，可解决了钠离子电池在能量密度方面的劣势，同时也凸显出钠离子电池在功率、性能方面的优势。在技术应用方面，中国已将钠离子电池应用在两轮电动车、A00级和AO级小微电动车等领域。而小微型电动车这一块也正是我国新能源汽车渗透率最高的部分，钠离子电池已具备了和锂离子电池正面竞争的实力。目前，中国企业生产的钠锂混合动力电池进入装车试用阶段，钠离子电池产业化布局明显加快。

同时，由于钠离子电池与锂离子电池具有相似的工作原理和生产工艺，中国在锂离子电池领域已经形成了完善的产业链体系和市场规模，在设备、工艺、人才等方面都有较强的转化能力。中国企业在钠离子电池产业化方面，已形成技术、产业、应用三位一体的发展态势，具有明显的国际竞争优势。随着政策的支持和市场的需求，钠离子电池产业化将迎来更大的发展机遇和挑战。

近年来，随着锂资源的紧缺和价格的上涨，钠离子电池受到了越来越多的关注和重视，全球目前已规划或已建设的20家钠电池工厂中，16家在中国。未来两年，中国的钠电池产能将占到全球近95%。中国企业已初步建立了从正负极材料、隔膜、集流体到电芯、模组、系统等完整的钠离子电池产业链。截至目前已有17家企业在钠电池领域布局，总体产能规划达到200GWh。高工产业研究院认为，近半钠离子电池企业即将量产，2023年钠电池产业将跨过“GW级出货”这一门槛，达到3GWh至5GWh的规模，而2022年出货量仅0.2GWh左右。预计2030年市场需求量将超过120GWh。当然，去年来碳酸锂价格下行接近“破10”门槛，预计未来两三年均将在较低位运行，也在很大程度上影响了电池头部企业布局钠电池产能的积极性；但渡过本轮锂资源价格下行周期后，钠电池产业发展终将得到提速。

钠离子电池产业化尚需解决的三大难题。钠电产业化发展的核心，在于正极材料、负极材料、电解液等单体材料发展，最佳材料配方组合寻找，以及BMS技术成熟上。钠离子电池产业化目前主要集中在三个方面的问题：1）正负极产能不匹配，正极产能规划很大，负极材料的规模化生产进展比较缓慢；2）工艺成熟度目前不够，正极三种材料路线同一时间齐头并进，一些电池内部产气、高压电解液等问题没有完全解决；3）缺乏相应的市场数据积累，且下游客户认证周期长，难以快速应用。

正极材料在钠电池体系中决定着电池性能上限，是需首要攻克的关键材料。目前存在三种技术路线之争：1）层状氧化物是近期产业化首选方案。在能量密度、可逆比容量、倍率性能等性能指标上是三种材料体系内最佳，但循环性能仍需提升，大储应用方向受限。宁德时代主攻层状氧化物路线。2）聚阴离子理论循环寿命可达万次以上，是最适合应用于大储场景的钠电材料方案。得益于聚阴离子体系优秀的循环性能，聚阴离子材料成熟后有望在储能领域获得更大的应用。深耕储能领域的鹏辉能源（300438.SZ）选择重点攻坚聚阴离子方向，公司研发的无负极磷酸钒钠体系能力密度超160wh/kg，并推出循环寿命在6000次以上的量产产品。3）普鲁士蓝类化合物是理论上成本最低的钠电正极材料。但由于材料吸水问题严重，氰化物毒性问题没有被完全解决，仍处于产业化早期阶段。负极材料目前还是现在钠离子电池产业化的一个重要瓶颈。目前以生物质基作为原材料生产硬碳负极的技术最为成熟，但生物质原料供应的稳定性不可控，且产碳率低、成本和规模化尚存在劣势。未来钠电池放量后能否实现稳定的生物质基硬碳负极供应也是潜在风险之一。

负极还需要开发一些新型的负极材料，是限制钠离子电池产业化的一个重要的瓶颈。

钠金属负极材料研发突破，可望成为钠电池能量密度的“救星”。金属钠具有较高的理论比容量（1166mAh/g）和较低的氧化还原电势（-2.714V），这使其成为具有发展前景的负极材料。目前，有关文献报道的钠金属电池能量密度大幅高于钠离子电池，可达200-300 Wh/kg，与目前主流的磷酸铁锂电池能量密度相当。但钠金属电极与电解液相遇，跟目前磷酸铁锂电池类似，会产生枝晶等较严重的界面副反应和钠的体积膨胀。

目前也在研究采取复合钠金属负极、集流体改性、电解液优化、固态电解质等方式解决。钠离子电池的电解液需要满足更高的碱度和电压要求，因此需要采用特别设计的电解液配方。电解液的核心壁垒正是在于合适的电解液配方以及添加剂寻找，好的电解液配方可以结合其他材料使得全电池展现更好的电化学性能。钠离子电池储能需要设计专门的BMS系统。

钠离子电池与锂离子电池的充放电特性存在差异，钠离子电池在充放电过程中存在多个平台电压，而锂离子电池只存在一个平台电压，因此现有BMS系统与钠电适配性较差，用户或者电芯供应商需要为钠电设计专门的BMS系统。

尽管去年来由于上游碳酸锂价格的持续下行，在较大幅度上降低了锂电池的生产制造成本，且让许多人对未来锂电储能产业的持续发展充满了期待，也在一定程度上影响了部分头部储能企业研发钠离子电池的热情，但长期看，摆脱海外市场对锂资源的瓶颈性约束，从关键原材料上实现我国储能技术与产业的自主发展，推进钠离子电池的产业化，仍是我国储能产业必须坚定不移要走的道路！