先說結(jié)論

如果你在去年 8 月 1 日買入 10 萬元的碳酸鋰，放到今天賣掉，就可以得到近 50 萬元，鋰礦的價格一年多就飆漲了近 500%，而且這個上漲的勢頭依然沒有減緩的跡象。在最近這一年全球的所有金融投資市場都普遍熊市的年代，我很難再找出第二個能與之媲美的可以用作投資的商品了。

不過，我今天這期節(jié)目既不是來談投資，也不是分析為什么鋰礦會漲價那么猛。而是通過鋰礦價格的飆漲得出一個判斷：鈉離子電池大規(guī)模生產(chǎn)的所有條件都成熟了，明年將成為鈉離子電池的元年，而鋰礦價格的飆漲是至關(guān)重要的一個推動因素。

在展開談這個觀點(diǎn)的論據(jù)之前，我先解釋幾個專業(yè)術(shù)語。

• 電池大體上可以分為動力電池和儲能電池這兩類。顧名思義，動力電池就是為工具提供動力來源；而儲能電池主要是把電能給暫時儲存起來，就像大號充電寶。目前，電池市場上絕大多數(shù)都是動力電池，儲能電池占比很小，大約只有 3.5%[1]。
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•                      圖：儲能電池
• 我們在日?？谡Z中說的鋰電池其實(shí)有兩種，一種是不能充放電的鋰金屬電池，一種是可以充放電的鋰離子電池。但因?yàn)楝F(xiàn)在鋰離子電池是市場上的絕對主力。所以在日常交流中，往往也把鋰離子電池簡稱為鋰電池。




• 衡量電池的性能，最關(guān)鍵的指標(biāo)被稱為能量密度。它的意思是，單位體積或者單位質(zhì)量容納的電量多少。目前業(yè)界普遍采用的能量密度單位是 Wh/kg，即每千克容納多少瓦時的電量，1 度電就是 1000 瓦時。所以，一塊能量密度為 200 的電池，意思就是平均每千克質(zhì)量能提供 0.2 度電。




鋰電池概況




盡管世界上第一塊商用的鋰離子電池晚至 1991 年才被日本的索尼公司發(fā)明，但只經(jīng)過了30 多年，鋰離子電池已經(jīng)成為市場上的絕對霸主，原因就在于鋰元素能提供最高的能量密度。




      圖：用來制作鋰電池的磷酸鐵鋰粉

鋰元素在元素周期表上排第三號，是最輕的金屬元素。因此，單純從能量密度的角度來說，不可能還有比鋰更適合用來做電池的金屬元素了。




盡管鋰電池的優(yōu)點(diǎn)數(shù)也數(shù)不過來，但也不是沒有缺點(diǎn)。其中有兩個缺點(diǎn)最突出，一是原材料貴，二是安全性差。




鋰元素在自然界中儲量并不多，算是一種比較稀有的元素。而且自然界中存在的鋰礦，鋰的濃度低，提煉成本高。全球已經(jīng)探明的約 2000 萬噸鋰礦儲量[2]，截止到 2021 年，智利最多，是 920 萬噸；澳大利亞第二，570 萬噸；阿根廷第三，220 萬噸；中國第四，150 萬噸；美國第五，75 萬噸。




         圖：全球鋰礦儲量排名

我國的鋰礦儲量只占了全世界的 7.5%，但我國的需求量卻占了全世界的 50%[3]，我國也是全世界最大的鋰電池生產(chǎn)國。因此，國際鋰礦價格對鋰電池的成本影響巨大。




                 圖：中國青海的一處鋰礦

鈉電池能否堪當(dāng)重任？




對我國來說，找到鋰的替代材料，具有重大的國家戰(zhàn)略意義。那么，什么材料能擔(dān)此大任呢？目前看來，鈉元素?zé)o疑是最佳候選者。




我們僅從元素周期表上來看，鈉元素就最像是接班人了。鈉和鋰是同一族元素，鋰是 3 號，鈉是 11 號，它們都排在最左側(cè)的那一豎列上。




但是，這兩種元素在地殼中的豐度差別巨大，鋰元素占地殼質(zhì)量的 0.0065%，而鈉元素占地殼質(zhì)量的 2.3%，也就是說，地球上鈉元素比鋰元素多 354 倍。我們平時吃的食鹽，其實(shí)就是氯化鈉，你想想海水中有多少氯化鈉。所以，鈉可以說是地球上取之不盡用之不竭的一種基本物質(zhì)。



                              圖：海鹽

所以，鈉的價格要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋰的價格。根據(jù)國信證券的報告，目前碳酸鋰的價格是碳酸鈉的 160 多倍[4]，而且差距還在不斷地拉大。




那么，下面一個問題：鈉與鋰相比，在做電池的性能指標(biāo)上，它們之間到底相差多少呢？




根據(jù)元素的基本性質(zhì)，我們可以計算出，如果以單位質(zhì)量來衡量，鋰的理論最高能量密度是鈉的 3.3 倍，如果以單位體積來衡量，鋰的最高能量密度是鈉的 1.8 倍。當(dāng)然，在實(shí)際的工程技術(shù)上，決定能量密度的因素太多了，光看理論值的意義其實(shí)不大。




那么現(xiàn)實(shí)情況是怎樣呢？




鋰離子電池主要有磷酸鐵鋰和三元鋰兩種類型，磷酸鐵鋰電池的能量密度低于三元鋰電池，但安全性能好于三元鋰電池。目前，市場上主流的磷酸鐵鋰電池的能量密度大約是 160Wh/kg，三元鋰電池大約是 200Wh/kg[5]。




去年，也就是 2021 年7 月 29 日，電池的龍頭企業(yè)寧德時代發(fā)布了他們研發(fā)的最新一代鈉離子電池，能量密度也達(dá)到了 160Wh/kg，號稱是全球最高水平[6]。今年 10 月22 日，寧德時代又發(fā)布公告稱，該鈉離子電池將在 2023 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)[7]。



圖：寧德時代發(fā)布會

根據(jù)國信證券的報告[8]，另外兩家代表性的鈉離子電池企業(yè)中科海鈉和鈉創(chuàng)新能源也將在 2023 年開始量產(chǎn)能量密度大于 145Wh/kg 的鈉離子電池。




除了我國，美國的鈉能源公司（Natron Energy）、英國的法拉第公司（Faradion）與瑞典的阿爾催斯公司（Altris）也宣布 2023 年量產(chǎn)能量密度大于 140Wh/kg 的鈉離子電池?？梢哉f，全球的鈉離子電池企業(yè)，都不約而同地把 2023 年看作極為重要的一個有里程碑意義的年份。



圖：美國的鈉能源公司（Natron Energy）的生產(chǎn)車間

總結(jié)來說，目前全球最好的鈉離子電池與市場上最普通的鋰離子電池在能量密度上是差不多的。注意，我這不是用實(shí)驗(yàn)室技術(shù)跟量產(chǎn)技術(shù)相比，我前面已經(jīng)說過，能量密度 160Wh/kg 的鈉電池明年就要量產(chǎn)。寧德時代還官宣說他們的下一代鈉離子電池就能達(dá)到 200Wh/kg 的能量密度，要超過現(xiàn)在市場上大多數(shù)的磷酸鐵鋰電池。




除了能量密度，衡量電池性能的還有幾個重要指標(biāo)，它們是：安全性、充放電速度和循環(huán)次數(shù)。




安全性和充放電速度，鈉離子電池都勝出。鈉離子電池的充放電速度大約是鋰離子電池的 1.5 倍。但循環(huán)次數(shù)鋰離子電池勝出，比鈉離子電池要多 1.5 倍左右。




但是有一個變量我們必須考慮到，一邊是已經(jīng)發(fā)展了 30 多年的成熟的鋰電技術(shù)，一邊是剛剛成熟的鈉電技術(shù)，可以合理的預(yù)計，鈉電池的降價空間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋰電池，而技術(shù)性能提升空間也會大于鋰電池。




鈉電池的技術(shù)飛輪已然開啟




我在分析一個科技產(chǎn)品的未來潛力時，最喜歡用的一個工具叫“技術(shù)飛輪”。假如有某一個科技產(chǎn)品符合下面三個條件：




1. 該產(chǎn)品的技術(shù)瓶頸已經(jīng)被突破；

2. 該產(chǎn)品擁有巨大的市場需求；

3. 錢能解決產(chǎn)品發(fā)展中的技術(shù)問題。




只要這三個條件都具備，那么技術(shù)飛輪就會轉(zhuǎn)動起來，而且一旦轉(zhuǎn)動起來，就會越來越快，很難停下來。




鈉離子電池的所有關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)突破，這其中，我們中國科學(xué)家也做出了非常多的貢獻(xiàn)。鈉離子電池的能量密度雖然不如鋰電池，但它遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鉛酸電池，所以，取代鉛酸電池會是第一步。然后就是儲能電池，大量的新能源發(fā)電廠都有儲能的需求，對于儲能電站來說，體積大、重量重就不是大問題了，鈉離子電池是最合適的儲能電池。




而儲能電池的需求增長在未來幾十年內(nèi)都會非常迅猛，預(yù)計到 2025 年，儲能電池的需求量就會占到總需求量的 10.8%[9]。只要鈉離子電池能從市場上掙到錢，就會有更多的研發(fā)資金投入到技術(shù)迭代中，然后就會進(jìn)一步的提升產(chǎn)品的性價比，從而爭奪到更多的市場份額，如此，形成一個良性循環(huán)，技術(shù)飛輪越轉(zhuǎn)越快。



圖：儲能電池的需求將持續(xù)增長

不過，在動力電池領(lǐng)域，我估計在 5 年內(nèi)，鈉離子電池還很難入侵電動汽車的領(lǐng)域，畢竟對于汽車來說，續(xù)航里程還是所有消費(fèi)者最看重的指標(biāo)之一。但是，5 年之后就很難說了。隨著城市中的充電樁越建越密，人們的里程焦慮也會越來越小。我認(rèn)為，對于那些主要需求是城市通勤的車主來說，未來 200 公里的續(xù)航就夠了，鈉離子電池也完全能滿足需求。




隨著市場規(guī)模的擴(kuò)大，技術(shù)的進(jìn)步，鈉離子電池的成本會大大降低，畢竟，鈉的原材料成本只有鋰的百分之一不到，降價空間巨大。當(dāng)鈉離子電池的成本降到一個臨界值時，就會迎來搭載鈉離子電池的電動汽車大爆發(fā)，畢竟對于消費(fèi)者來說，低價是最有誘惑力的。



圖：電動汽車會否被鈉離子電池拿下，拭目以待

當(dāng)然，我也不認(rèn)為鈉電池會完全取代鋰電池。中高端市場，依然會是鋰電池的天下，這塊市場主要拼的是產(chǎn)品性能。但中低端市場會被鈉電池逐步蠶食，這也是一個不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。




綜上所述，我的一個基本判斷是：2023 年很可能就是鈉離子電池的元年。從現(xiàn)在開始，鈉離子電池的技術(shù)飛輪已正式啟動，這個趨勢很難停下來。

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