在中國新能源行業快速發展的趨勢下,又一產品在中國范圍內將會出現爆發式增長,或許在不久的將來,中國即將成為全球生產及消費規模最大的國家,這就是鈉離子電池關鍵材料六氟磷酸鈉。
根據百度百科了解到,六氟磷酸鈉是一種無機化合物,化學式為NaPF6,主要用于制制造六氟磷酸鹽等,是鈉離子電池重要的電解液原料。
鈉離子電池根據陰離子的不同,可以分為含氟鈉鹽,如NaPF6、NaOTF、NaFSI、NaTFSI等,含硼鈉鹽,如NaBF4、NaBOB、NaDFOB等,以及其他的鈉鹽,如NaClO4等。從性能及材料特性來看,六氟磷酸鈉是存在較大的優勢,所以鈉離子電池多采用六氟磷酸鈉為電解液鈉鹽。
根據相關資料整理發現,六氟磷酸鈉具有較高的導電率和良好的離子遷移數,具有較強的化學穩定性和抗氧化特性。另外,六氟磷酸鹽陰離子可以分解成為多種物質,具有較低電位下的腐蝕性。但是,六氟磷酸鈉作為鈉離子電池的電解液,對水較為敏感,遇水可以發生水解反應,產生高腐蝕性的氫氟酸,降低和損壞鈉離子電池的性能,造成與SEI膜的堿性成分反應,從而產生有害氣體來進一步降低鈉離子電池性能。
表 1 不同電池材料體系優劣勢比較
數據來源:中國知網,國泰君安證券研究
可以說,2023年是鈉離子電池發展的元年,鈉離子電池在今年實現了商業化應用,從最初的概念、設計,到現在的商業化應用,鈉離子電池在中國的發展,見證了中國新能源行業的發展歷程。鈉離子電池產業的快速發展,離不開中國鋰離子電池發展所積累的經驗、硬件設施和資本的力量,依托于完備的電池產業鏈,如傳統鋰離子電池的技術等,都可以在鈉離子電池中得到應用。
表 2 鈉離子電池用常規鈉鹽的物理性質
數據來源:《有機電解液在鈉離子電池中的研究進展》,國泰君安證券研究
鈉離子電池可以完全替代鋰離子電池,但是其成本明顯低于鋰離子電池,隨著規模的增長,有望在部分領域中形成對鋰離子電池的替代,被應用在動新能源汽車、動力工程車等領域中。根據公開信息了解到,預計2025年中國鈉離子電池需求量將達到42.1GWh,對應的對鈉離子電池電解液的需求量將達到6萬噸左右,溶質的需求量將接近1萬噸規模,添加劑需求量將超過0.3萬噸規模。
如果參考中國鋰離子電池帶來的新能源產業發展的軌跡,鈉離子電池技術的完善,將會帶來成本的大幅降低,有望掀起新能源電池產業的革命。鈉離子電池可以實現更低瓦時成本能量密度和循環性能與磷酸鐵鋰電池相媲美,一旦如此,鈉離子電池迭代及普及的速度往往有可能超出市場預期。
表 3 六氟磷酸鋰及六氟磷酸鈉原料成本對比
數據來源:相關資料
在這樣的大背景下,鈉離子電池的高速發展將會驅動對電解液鈉鹽的消費快速增,從而形成對六氟磷酸鈉消費的快速增長。根據平頭哥了解到,目前多氟多已率先實現六氟磷酸鈉作為鈉離子電池電解液的商業化應用,年生產能力達到1000噸左右,依托于自身六氟磷酸鋰的裝置快速切換實現。另外,天賜材料0.2萬噸/年,六氟磷酸鋰與六氟磷酸鈉快速切換生產線已投產,也可以實現快速切換生產。
受到鈉離子電池產業的快速發展帶動,六氟磷酸鈉擬在建企業規模龐大。根據平頭哥不完全統計,擬在建六氟磷酸鈉的項目有16套,分布在全國各地,擬在建項目規模有望超過10萬噸/年,將會成為全球最大的六氟磷酸鈉生產國家。
需要特別說明的是,在規劃中的六氟磷酸鈉生產企業中,有大多數為新進入者,如豐山全諾、瑞泰新材、傳藝科技等,他們在很早的時候就規劃布局了六氟磷酸鈉及鈉離子電池的生產工藝技術,形成了強大的技術儲備。另外,有部分企業是依托自身六氟磷酸鋰裝置的快速切換,可以實現靈活生產,也涉足到鈉離子電池產業中。
表 4 與六氟磷酸鈉相關的企業及介紹
數據來源:各公司官網
六氟磷酸鈉擬在建項目龐大,并且目前中國企業積累的技術實力和經驗屬于全球領先,對中國發展鈉離子電池具有十分巨大的貢獻。未來六氟磷酸鈉項目陸續投產后,將會成為中國實現鈉離子電池爆發起到至關重要的作用。
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