Doanh số bán xe năng lượng mới đang bùng nổ, khiến lithium, nguyên liệu thô thiết yếu cho pin điện, bị thiếu hụt. Ba quốc gia Nam Mỹ giàu mỏ lithium cũng muốn cạnh tranh để giành quyền định giá tài nguyên lithium. Argentina, Chile và Bolivia đang thúc đẩy việc thành lập "OPEC Tam giác Liti".
Trong kỷ nguyên năng lượng mới, ô tô thường không bị giới hạn bởi dầu mà bởi lithium. Làm thế nào để thoát khỏi sự hạn chế của sự khan hiếm tài nguyên lithium? Các nhà sản xuất trung nguồn và hạ nguồn như CATL đang cố gắng tìm giải pháp. Họ nhắm đến loại pin natri-ion "bụi bặm".

Cách đây một thời gian, Meng Xiangfeng, trợ lý của chủ tịch Ningde Times, cho biết thông qua công nghiệp hóa pin natri-ion, tình trạng thiếu một số tài nguyên lithium và giá lithium tăng mạnh sẽ được giải quyết.

Công nghiệp hóa pin natri-ion đã thực sự đến chưa? Theo Shao Junhua, người sáng lập Farnlight và là người chiến thắng Giải thưởng Sáng chế và Doanh nhân Trung Quốc, pin natri-ion vẫn cần giải quyết ba vấn đề chính là sản xuất khí chu kỳ nhiệt độ cao, sạc chu kỳ nhiệt độ thấp và điện áp cao. Chu kỳ cuộc sống. Ông tin rằng lộ trình kỹ thuật hiện tại cho vật liệu catốt vẫn chưa được xác định và không phù hợp để sản xuất hàng loạt. Nó dự kiến ​​sẽ được công nghiệp hóa vào năm 2024 hoặc thậm chí muộn hơn.

Natri bị đẩy ra ngoài bởi lithium giá cao

Sau khi vượt qua mức 500.000 nhân dân tệ/tấn vào tháng 3 năm 2022, giá của lithium cacbonat dao động và giảm. Theo dữ liệu của Wind, sau khi lơ lửng dưới 500.000 nhân dân tệ trong nửa năm, giá lithium cacbonat đã tăng trở lại, lại vượt qua mức 500.000 nhân dân tệ/tấn vào cuối tháng 9 và tăng lên hơn 550.000 nhân dân tệ/tấn vào đầu tháng 11. Vào ngày 10 tháng 11, giá lithium cacbonat được báo cáo ở mức 570.000 nhân dân tệ/tấn, tiến gần đến mốc 600.000 nhân dân tệ/tấn. Giá 460.000/tấn hiện nay vẫn còn cao, đến tháng 12/2020 giá lithium cacbonat còn dưới 50.000/tấn.

Trong một năm, giá lithium cacbonat đã tăng gần mười lần và các nhà sản xuất trung lưu và hạ nguồn đang khốn đốn. Tuy nhiên, tài nguyên lithium chính xác là không thể thay thế trong hệ thống pin lithium. Vậy thì tại sao không thay đổi hệ thống vật chất và thay đổi lithium thành nguyên tố natri có tính chất hóa học tương tự? Pin natri-ion bắt đầu gần như cùng lúc với pin lithium-ion. Tuy nhiên, pin lithium-ion đã được thương mại hóa thành công vào những năm 1990, nhưng pin natri-ion phát triển chậm. Mãi đến năm 2020, nó mới bắt đầu được ứng dụng trong lĩnh vực tích trữ năng lượng và tiến tới công nghiệp hóa.

Trong bối cảnh giá lithium cao hiện nay, natri phổ biến và chi phí thấp đang thu hút sự chú ý mới.

"Nhìn chung, (pin natri-ion) có lợi thế về giá thành; về mặt an toàn, chúng cũng có lợi thế. Đặc biệt là về việc giảm bớt áp lực đối với tài nguyên lithium, chẳng hạn như trữ lượng natri tương đối dồi dào. Ngoài ra, natri Pin -ion có tác động đến thiết bị pin lithium. Khả năng tương thích mạnh mẽ. Trong quá trình nghiên cứu và phát triển chất điện phân và màng ngăn, chúng ta cũng có thể học hỏi từ các công nghệ trưởng thành liên quan đến pin lithium." Vào ngày 28 tháng 10, Shao Junhua nói với phóng viên của "Tin tức kinh tế hàng ngày".

Nhà phân tích Wang Juan của Longzhong Information nói với các phóng viên vào ngày 4 tháng 11: "Natri được phân bố rộng rãi trên trái đất và hầu hết các nguồn tài nguyên lithium hiện đang được sử dụng ở nước tôi đều được nhập khẩu. Các mỏ lithium trong nước chủ yếu tập trung ở khu vực phía tây nam và cấp độ của quặng Không cao lắm."

Báo cáo do Viện nghiên cứu Toubao cung cấp cho các phóng viên và được xuất bản vào tháng 8 năm 2021 cho thấy mức độ phong phú của nguồn natri trong lớp vỏ là 2,75%, đứng thứ sáu về mức độ phong phú trong lớp vỏ và nguồn natri được phân bổ trên toàn thế giới. Độ phong phú của các ion lithium trong lớp vỏ là 0,0065% và các nguồn tài nguyên được phân bổ không đều. 75% tài nguyên lithium được phân phối ở Nam Mỹ.

Theo báo cáo trên, báo giá của lithium iron phosphate, vật liệu cực âm của pin lithium, là khoảng 170.000 nhân dân tệ/tấn. So sánh, giá của pin natri "thân thiện với mọi người" hơn. Trong số đó, giá của vật liệu catốt như oxit lớp đồng-sắt-mangan là khoảng 29.000 nhân dân tệ/tấn, oxit lớp niken-sắt-mangan là khoảng 42.000 nhân dân tệ/tấn, và trắng Phổ là 26.000 nhân dân tệ/tấn.

Theo tiết lộ trước đó của Chuanyi Technology (002866.SZ), chi phí sản xuất hàng loạt vật liệu pin cho pin natri rẻ hơn khoảng 30% đến 40% so với pin lithium iron phosphate. Với sự hoàn thiện hơn nữa của công nghiệp hóa, chi phí sẽ thấp hơn. Ngày nay, giá lithium cacbonat đã đạt mốc 600.000 nhân dân tệ/tấn và khoảng cách giá càng rõ ràng hơn.

Cạnh tranh thị trường vốn: khái niệm về điện natri được tìm kiếm

Trên thị trường cổ phần A, cổ phiếu khái niệm pin natri-ion cũng được săn đón rộng rãi và một trong những công ty đại diện là Transart Technology. Vào tối ngày 22 tháng 6, Chuanyi Technology tiết lộ việc thành lập công ty con, Jiangsu Chuanyi Nadian Technology Co., Ltd. (sau đây gọi là Chuanyi Nadian), công bố sơ đồ kinh doanh pin natri và ngay lập tức tăng giá vào ngày 23 tháng 6 .Từ ngày 20 tháng 6 đến ngày 16 tháng 11, phạm vi của Chuanyi Technology đã tăng cao tới 289,28%.

Ngay cả thời đại Ningde, công ty hàng đầu về pin lithium, cũng đang tích cực triển khai pin natri-ion. Viện nghiên cứu Toubao cho rằng kể từ năm 2017, lợi nhuận ròng của Ningde era đã tăng lên hàng năm, nhưng tỷ suất lợi nhuận gộp vẫn tiếp tục giảm, từ khoảng 44% năm 2017 xuống còn khoảng 28% vào năm 2020. Năm 2021, tỷ suất lợi nhuận gộp sẽ tiếp tục giảm xuống 26,28% và sẽ giảm xuống 14,48% trong quý đầu tiên của năm 2022. Nguyên nhân chính là do giá nguyên liệu đầu vào tiếp tục tăng.

Giảm sự phụ thuộc vào lithium cũng có thể là một lựa chọn tất yếu cho kỷ nguyên Ninh Đức. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, sự phát triển của pin natri-ion có thể làm giảm nguy cơ bị mắc kẹt bởi các nguồn lithium ngược dòng và đóng vai trò là nguồn dự trữ kỹ thuật hiệu quả.

Ningde thời đại cũng là trong hành động. Vào ngày 29 tháng 7 năm 2021, CATL đã phát hành thế hệ pin natri-ion đầu tiên. Mật độ năng lượng đơn lẻ của pin đạt 160Wh/kg; sạc ở nhiệt độ phòng trong 15 phút, năng lượng có thể đạt hơn 80%; trong môi trường nhiệt độ thấp -20oC, nó cũng có tỷ lệ duy trì xả thải hơn 90%; hiệu quả tích hợp hệ thống có thể đạt tới 80% ở trên.

Vào tháng 1 năm 2022, Ningde Times đã thông báo rằng theo bài báo "Lộ trình cho Pin Natri-ion vào năm 2021" do các nhà khoa học từ Đại học Lancaster, Đại học Cambridge và các tổ chức khác ở Vương quốc Anh cùng viết, và theo khuyến nghị của một số Natri-ion nhà sản xuất pin Theo thông tin công khai, pin natri-ion hàng đầu thế giới đã đạt được mật độ năng lượng từ 100Wh/kg đến 160Wh/kg (ví dụ: mật độ năng lượng của pin natri-ion của Faradion năm 2021 đạt 150Wh/kg). Ningde Times tuyên bố rằng mật độ năng lượng của các tế bào pin natri-ion thế hệ thứ hai sẽ vượt quá 200Wh/kg. Cần biết rằng mật độ năng lượng cao nhất của một tế bào pin lithium iron phosphate chỉ khoảng 210Wh/kg.

Kết quả là, kế hoạch chi tiết cho pin natri-ion được vạch ra từ thời Ningde tiếp tục thu hút những người mới tham gia.

Vào ngày 24 tháng 10, Chuanyi Technology cho biết do nhu cầu hạ nguồn mạnh mẽ, dự án pin natri-ion Chuanyi Na-ion ban đầu dự định xây dựng công suất sản xuất 2GWh trong giai đoạn đầu và công suất sản xuất 8GWh trong giai đoạn thứ hai. Giai đoạn đầu tiên xây dựng công suất sản xuất 4,5GWh và giai đoạn thứ hai xây dựng năng lực sản xuất sẽ lập kế hoạch mở rộng tiếp theo theo tiến độ của dự án giai đoạn đầu tiên.

Vào sáng ngày 27 tháng 10, Chuanyi Technology đã thông báo rằng thiết bị dây chuyền thí điểm pin natri-ion của công ty đã được lắp đặt, sửa lỗi và đưa vào sản xuất. Số chu kỳ không ít hơn 4000 lần.

Phóng viên của "Tin tức kinh tế hàng ngày" được biết rằng giai đoạn đầu tiên của dự án điện phân 150.000 tấn của Công ty TNHH Điện lực Chuanyi Sodium đã khởi công vào ngày 23 tháng 10 và dự kiến ​​​​sẽ hoàn thành vào cuối tháng 12. Nhu cầu về pin ion, giá trị sản lượng có thể đạt tới 10 tỷ nhân dân tệ.

Vào ngày 21 tháng 10, hồ sơ quan hệ nhà đầu tư của CATL cũng cho thấy quá trình công nghiệp hóa pin natri-ion của công ty đang tiến triển thuận lợi và việc bố trí chuỗi cung ứng sẽ mất một thời gian. Hãng đã đàm phán với một số khách hàng xe du lịch và sẽ chính thức sản xuất hàng loạt vào năm sau.

Cuộc chiến của ba tuyến đường kỹ thuật

Trong lĩnh vực cực âm của pin lithium-ion, lithium iron phosphate đã bị "vướng mắc" với lithium bậc ba trong nhiều năm.

Trong lĩnh vực pin natri-ion, cũng có nhiều tranh chấp về việc lựa chọn vật liệu cực âm. Đại diện của chúng là các oxit phân lớp, màu xanh Prussian (màu trắng) và các polyanion. Điều này được hiểu rằng các oxit phân lớp tập trung vào mật độ năng lượng; Phổ xanh (trắng) tập trung vào chi phí thấp; polyanion tập trung vào vòng đời.

Hiện tại, thế hệ pin natri-ion đầu tiên trong thời đại Ningde sử dụng vật liệu trắng của Phổ; Công ty TNHH Công nghệ Zhongke Haina Bắc Kinh (sau đây gọi là Zhongke Haina) áp dụng lộ trình oxit phân lớp; anion.

Nhà phân tích Zhang Jinhui của Xinyu Information tin rằng: "Ba con đường được thực hiện đồng thời và không chắc ai sẽ thắng."

Điều này là do có những ưu và nhược điểm đối với cả ba tuyến đường. Zhang Jinhui nói rằng các oxit phân lớp hiện đang là hướng chính của pin natri-ion do mật độ năng lượng cao, hiệu suất chu kỳ tuyệt vời, hiệu suất tốc độ tốt và hiệu suất toàn diện tuyệt vời. Tuy nhiên, cũng có những nhược điểm như kém ổn định trong không khí, dễ bị đông cứng và dung lượng gram không ổn định.

Tuy nhiên, các nhân viên có liên quan của Chuanyi Technology đã trả lời câu hỏi của phóng viên từ "Tin tức kinh tế hàng ngày" rằng các oxit phân lớp có nhiều lộ trình kỹ thuật khác nhau và các giải pháp khác nhau cho các vấn đề liên quan. Bản thân anh chưa nghe nhân viên kỹ thuật của công ty nói về pin natri.

"Vấn đề lớn nhất với Phổ trắng là nước kết tinh. Phổ xanh (trắng) cũng độc, tái chế tốn rất nhiều tiền." Zhang Jinhui cho biết, điện cực dương màu xanh lam của Phổ sẽ giải phóng các loại khí có độc tính cao như axit hydrocyanic và khí xyanua khi mất kiểm soát nhiệt. Việc điều chế xyanua liên quan đến natri xyanua có độc tính cao, và cần phải có trình độ chuyên môn đặc biệt để sản xuất và cung cấp.

Theo các nhân viên có liên quan của Transart Technology, polyanion có độ ổn định cao và dễ sản xuất hơn các oxit phân lớp, nhưng mật độ năng lượng của chúng cũng thấp hơn nhiều và chúng chủ yếu được sử dụng để lưu trữ năng lượng quy mô lớn. Zhang Jinhui cũng nói rằng không có nhiều nhà sản xuất áp dụng con đường polyanion.

Các nhân viên nói trên cũng cho biết rằng Transart Nadian sử dụng một lộ trình kỹ thuật gồm các lớp oxit và polyanion phân lớp cho điện cực dương và cacbon cứng cho điện cực âm. "Ngành đã đạt được sự đồng thuận về lộ trình kỹ thuật của pin natri. Ngành đã không từ chối các lộ trình kỹ thuật khác, nhưng một số vấn đề của các lộ trình kỹ thuật khác không thể được giải quyết trong thời gian ngắn." Các nhân viên tin tưởng.

Shao Junhua kết luận: "Thứ nhất, cần cải thiện quá trình sản xuất khí chu kỳ nhiệt độ cao; thứ hai, cần cải thiện quá trình sạc chu trình nhiệt độ thấp; thứ ba, cần cải thiện tuổi thọ chu kỳ điện áp cao. Đối với các nhà sản xuất chất điện phân quan tâm, cần phải bắt đầu từ phụ gia mới và tìm ra hướng đi. Chỉ có thông suốt mới có thể công nghiệp hóa pin natri-ion."

Tóm lại, nhiều công nghệ pin natri-ion vẫn đang được khám phá. Đánh giá từ trữ lượng bằng sáng chế hiện tại, CATL ở Trung Quốc và Faradion ở Anh đang dẫn đầu ngành.

Dữ liệu của Wisdom Bud cho thấy Ningde Times và các chi nhánh của nó hiện có hơn 110 đơn đăng ký bằng sáng chế trong lĩnh vực pin natri-ion, bao gồm hơn 40 bằng sáng chế được ủy quyền, chủ yếu trong các lĩnh vực liên quan như vật liệu hoạt tính tích cực, màu xanh Phổ và dòng điện tích cực nhà sưu tập.

Zhongke Haina và các công ty liên kết hiện có hơn 30 đơn đăng ký bằng sáng chế trong lĩnh vực pin natri-ion, bao gồm 7 bằng sáng chế được ủy quyền, chủ yếu trong các lĩnh vực liên quan như vật liệu điện cực dương, vật liệu điện cực âm và các bộ phận của pin; Nhân viên này cho biết công ty hiện có 60 đến 70 bằng sáng chế trong lĩnh vực pin natri-ion.

Về các nhà sản xuất nước ngoài, Faradion của Anh và các chi nhánh của nó hiện có hơn 110 đơn đăng ký bằng sáng chế trong lĩnh vực pin natri-ion, bao gồm hơn 40 bằng sáng chế được ủy quyền, chủ yếu trong các lĩnh vực liên quan như điện cực pin, chất điện phân và kim loại kiềm; American Natron Energy và các công ty liên kết của nó hiện có hơn 10 đơn đăng ký bằng sáng chế trong lĩnh vực pin natri-ion, bao gồm 6 bằng sáng chế được ủy quyền, chủ yếu trong các lĩnh vực liên quan như điện cực pin, kim loại chuyển tiếp và xyanua kim loại. Ngoài ra, Kishida Chemical hiện có tổng cộng 17 đơn xin cấp bằng sáng chế và công ty không có bằng sáng chế nào liên quan trực tiếp đến pin natri-ion.

Do đó, Wisdom Buds tin rằng pin natri-ion, với tư cách là một lĩnh vực nghiên cứu và phát triển tiên tiến, hiện đang được nhiều nhà sản xuất tích cực triển khai và khối lượng dự trữ bằng sáng chế vẫn đang tăng lên. Để so sánh, Ningde Times và British Faradion có trữ lượng tương đối phong phú trong lĩnh vực pin natri-ion, cả hai đều đã vượt quá 100 chiếc.

"pin PPT"? Vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết trong việc sản xuất điện natri

Liệu kỷ nguyên của pin natri-ion có thực sự đến?

Vào ngày 10 tháng 11, một phóng viên của "Tin tức kinh tế hàng ngày" đã đến thăm Transart Technology và công ty con Transart Nadian ở Gaoyou, Giang Tô. Dấu hiệu tại chỗ cho thấy dự án điện natri Chuanyi có diện tích khoảng 140 mu, dự kiến ​​đầu tư 1 tỷ nhân dân tệ và có kế hoạch xây dựng 150.000 tấn pin điện phân natri (lithium).

Tại hiện trường, phóng viên chứng kiến ​​công trình nhà xưởng của dự án giai đoạn 1 đã hoàn thành, đang đổ móng trên công trường của dự án giai đoạn 2, công nhân đang dựng giàn giáo. Người có liên quan phụ trách bên xây dựng nói với các phóng viên rằng thiết bị cho giai đoạn đầu tiên của dự án đã lần lượt vào công trường và dự kiến ​​​​sẽ được đưa vào sản xuất vào tháng 1 năm 2023.

Về tiến độ xây dựng dự án pin natri-ion hiện tại, vào ngày 10 tháng 11, nhân viên của Transart Technology cho biết, dự án pin natri và dự án điện phân của công ty có tổng diện tích hơn 400 mẫu Anh, với tổng diện tích xây dựng là 120.000 mét vuông. mét, trong đó dây chuyền thí điểm 200MWh Nó đã được đưa vào sản xuất vào ngày 27 tháng 10. Dây chuyền thí điểm sử dụng diện tích nhà máy hơn 6.000 mét vuông, với tổng vốn đầu tư khoảng 50 triệu nhân dân tệ và mua hơn 100 bộ thiết bị .

"Trước khi dây chuyền thí điểm được đưa vào sản xuất, vật liệu cực dương và cực âm đã được sản xuất và chất điện phân được thu được thông qua gia công ở giai đoạn đầu và sẽ được cung cấp độc lập trong giai đoạn sau. Năng lực sản xuất phù hợp." Nhân viên này cho biết, nhà máy của giai đoạn 1 của dự án đã gần như được xây dựng xong, giai đoạn 2 đang được xây dựng và giai đoạn 1 của dự án sẽ được đưa vào sản xuất vào đầu năm 2023. Sẽ có một quá trình tăng tốc năng lực sản xuất trong thời gian tiếp theo, sẽ mất khoảng hai đến ba năm. tháng.

Nhân viên này cũng cho biết, công ty đang làm việc trên toàn bộ dây chuyền công nghiệp của pin natri. Vật liệu điện cực dương của dự án giai đoạn đầu tiên chủ yếu tạo ra các oxit phân lớp và công thức của chất điện phân đã trưởng thành, đã ở vị trí hàng đầu trong ngành.

Khác với dự án quảng bá "bùng nổ" của Chuanyi Technology, nhiều chuyên gia trong ngành cho biết trong các cuộc phỏng vấn với phóng viên rằng việc sản xuất hàng loạt pin natri-ion có thể không dễ dàng.

"Pin natri cùng pin lithium mặc dù là cùng thời đại sản phẩm, nhưng chênh lệch rất lớn, hiện tại mỗi cái đều còn đang ở trong phòng thí nghiệm giai đoạn, trên thị trường còn có rất ít. Nhiều hơn nữa chính là (ở lại) 'PPT'" , Zhang Jinhui tin rằng, "Pin natri-ion tạm thời khó sử dụng trong lĩnh vực pin năng lượng và vẫn còn một khoảng cách lớn giữa lưu trữ năng lượng và lithium iron phosphate. Xét về giá thành, nó thực sự thấp hơn 40%. Nhưng số lượng chu kỳ chưa đến một nửa và việc tái chế chất thải không có giá trị và chi phí. , Lithium iron phosphate không thể bị đánh bại trong việc lưu trữ năng lượng.”

Về những khó khăn kỹ thuật của pin natri-ion, Shao Junhua thẳng thắn cho biết: "Vật liệu điện cực dương vẫn chưa được đưa vào sản xuất quy mô lớn; độ ổn định chu kỳ của vật liệu điện cực dương cần được cải thiện. Pin lithium-ion đã được phát triển trong nhiều năm. Ví dụ, vòng đời của lithium iron phosphate có thể đạt tới 10.000 lần. Ngoài ra, điện cực âm hiện tại chỉ có thể chọn carbon cứng, hiệu suất coulombic thấp cho lần sạc đầu tiên và thay thế toàn bộ pin, và giá cũng cao.”

Trên đây là vấn đề về vật liệu điện cực dương. Ngoài ra, về chất điện phân, Shao Junhua cho biết: "Hiện tại chất điện phân vẫn đang trong giai đoạn tìm hiểu và natri hexafluorophosphate chủ yếu được sử dụng trên thị trường." Về pin, Shao Junhua tin rằng mật độ năng lượng của một tế bào đơn lẻ thấp, chỉ ở mức 100Wh/kg ban đầu.

Chỉ số quan trọng nhất của pin là mật độ năng lượng. Nhà phân tích Wang Juan của Longzhong Information tin rằng: "Đường kính của các ion natri lớn hơn so với các ion lithium và mật độ năng lượng của pin natri-ion chắc chắn không tốt bằng pin lithium-ion về mặt thể tích. độ dẫn điện, việc chèn và loại bỏ các ion natri khó hơn so với các ion lithium. Các ion lithium lớn hơn, do đó các ion natri khó chảy hơn. Điều này cần được cải thiện thông qua việc lựa chọn các lộ trình kỹ thuật và khó khăn chính là mật độ năng lượng."

Trong phòng thí nghiệm, số chu kỳ (pin natri-ion) thực sự có thể đạt đến mức lithium iron phosphate, nhưng đây chỉ là dữ liệu trong phòng thí nghiệm và có sự khác biệt nhất định so với kết quả sản xuất công nghiệp quy mô lớn." Wang Juan tin rằng "(pin natri-ion) ) Có thể sản xuất hàng loạt vào năm 2023, hơi khó áp dụng cho pin năng lượng, nhưng vẫn có thể sử dụng trong lưu trữ năng lượng."

Ngoài ra, Wang Juan cũng cho biết: "Về lý thuyết, giá thành của pin natri-ion thấp hơn nhiều so với pin lithium-ion. Nhưng hiện tại, pin lithium-ion đã được sản xuất hàng loạt và chuỗi công nghiệp natri pin -ion chưa được thiết lập. Hiện tại không có lợi thế về chi phí so với pin lithium-ion.