나트륨 배터리가 왔습니다! 리튬 배터리는 위험합니까?

CATL은 7월 29일 1세대 나트륨이온 배터리를 공식 출시했다.

보도에 따르면 배터리 셀 단독의 에너지 밀도는 160Wh/kg에 달해 세계 최고 수준에 도달했다고 합니다!

이와 동시에 차세대 나트륨이온전지의 에너지 밀도가 200Wh/kg을 넘어설 것이라고도 밝혔다.

인산철리튬 배터리에 비해 나트륨 이온 배터리는 에너지 밀도가 약간 낮을 뿐 아니라 저온 성능과 고속 충전 성능에서도 분명한 장점을 갖고 있습니다.

소니가 1991년 1세대 상용 리튬 배터리를 출시한 이후 리튬 배터리는 신에너지 시대를 맞아 주류 시장의 자리를 점유하며 계속해서 각계각층의 주목을 받고 있다.

A주 시장에서는 CATL, Ganfeng Lithium 등으로 대표되는 리튬 배터리 주가가 사상 최고치를 경신하는 등 리튬 배터리 부문이 꾸준히 상승하고 있습니다.

이러한 뜨거운 시장은 리튬 배터리 부문의 과대평가로 직결됩니다. 몇몇 선두 기업의 주가수익비율(TTM)을 살펴보면 CATL은 189.18배, BYD는 191.12배입니다. , Ganfeng Lithium은 189.18 배, 업계 가격은 181.40 배, Enjie의 주가는 159.41 배입니다.

수백 배의 주가 수익률이 리튬 배터리 주식의 표준이되었습니다. 그러한 주가가 이미 수년간의 실적을 초과했다는 것은 의심의 여지가 없습니다.

이때 신제품이 교체된다면 리튬배터리 주식의 투자논리에 영향을 미치게 된다.

그렇다면 이번 위협은 나트륨이온 배터리가 될 것인가?

01. 작동 원리는 기본적으로 동일합니다

화학을 공부해 본 사람이라면 나트륨과 리튬이 같은 주족에 속하며 물리적, 화학적 성질이 매우 유사하다는 사실을 알 것입니다. .

따라서 나트륨 이온 배터리에서 리튬을 대체하기 위해 나트륨을 사용하는 것이 가능합니다.

실제로 나트륨 이온을 배터리 양극으로 사용하는 기술 루트는 이미 1970년대부터 제안됐다.

그러나 나트륨 이온은 리튬 이온에 비해 전위가 더 높고 부피도 크기 때문에 나트륨 이온 배터리는 재료 구조 안정성 및 동적 성능에 대한 요구 사항이 더 엄격합니다.

쉽게 말하면 나트륨이온전지는 에너지밀도나 수명 측면에서 리튬전지에 비해 열등한 점이 나트륨이온전지의 상용화가 더딘 이유이기도 하다.

2010년이 되어서야 나트륨이온 배터리 연구가 급속한 발전을 이루었고 우리나라의 리튬이온 배터리 기술은 국제적 선두 수준에 이르렀다.

이번에 CATL은 리튬이온 배터리 분야에서 160Wh/kg의 높은 에너지 밀도를 달성했는데, 이는 나트륨 배터리 연구에 있어서 획기적인 진전이라고 할 수 있다.

현재 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도는 약 150~350Wh/kg이며, 그 중 인산철리튬 배터리의 에너지 밀도는 150~210Wh/kg으로 상대적으로 낮습니다.

즉, 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도는 인산철리튬 배터리와 비슷하고, 사이클 수명도 인산철리튬 배터리와 동등해 나트륨의 활용 가능성이 크게 향상됐다. - 리튬이온 배터리를 대체하는 이온 배터리.

기술적인 측면에서 볼 때 나트륨이온 배터리와 리튬이온 배터리는 동일한 원리로 작동하며 내장형 배터리와 탈부착형 배터리입니다.

나트륨 이온 배터리는 충전 시 Na+가 양극에서 빠져나와 음극으로 들어가고, 방전 시에는 Na+가 음극에서 양극으로 돌아가고 외부 회로의 전자가 음극으로 들어갑니다. 양극에서 음극으로 전환하여 Na+를 Na로 환원시킵니다.

02. 눈에 띄는 원가 우위

기술 루트는 기본적으로 동일하고 에너지 밀도 측면에서 열세인데 왜 굳이 나트륨 전지를 이렇게 팡파르로 연구할 것인가?

당연히 나트륨 배터리에는 리튬 배터리에 비해 몇 가지 장점이 있기 때문이며, 그 중 가장 우려되는 부분은 저렴한 가격입니다.

리튬 배터리의 주요 원재료비 구성 요소 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 양극재인 리튬염이다.

전 세계 리튬 자원은 지각 함량이 0.0065%에 불과할 정도로 상대적으로 부족하며, 주로 호주와 남미를 중심으로 지리적으로 고르지 않게 분포되어 있습니다.

우리나라의 리튬 자원 매장량은 전 세계의 6%에 불과하고, 채굴 비용도 높습니다. 현재 배터리 생산에 사용되는 리튬은 해외 의존도가 높습니다.

수요가 지속적으로 증가함에 따라 최근 몇 년 동안 리튬 자원 가격이 급격히 상승했으며 그중 배터리 등급 탄산 리튬은 톤당 88,000 위안을 초과했습니다.

리튬 자원에 비해 나트륨 자원은 지각의 풍부도가 2.64%로 리튬 자원의 406배에 달한다. 우리가 매일 섭취하는 소금의 주성분은 염화나트륨이다. .

나트륨이온전지의 주요 양극재로는 나트륨전이금속산화물(NaMnO2 등), 전이금속인산나트륨(Na3V2(PO4)3 등), 전이금속황산나트륨(Na2Fe2 등) 등이 있다. (SO4)3 )잠깐만요.

데이터에 따르면 나트륨 이온 배터리용 양극재(NaCuFeMnO/연질탄소 시스템) 비용은 리튬 이온 배터리용 양극재(리튬인산철/흑연 시스템) 비용의 약 40%에 불과합니다. ).

또한 나트륨 이온 배터리는 음극 재료, 집전체, 전해질 등의 측면에서도 명백한 비용 이점을 가지고 있습니다.

예를 들어 집전체의 경우 나트륨 전지의 양극과 음극 모두 값싼 동박을 사용할 수 있는 반면, 리튬 전지의 음극 집전체는 더 비싼 동박을 사용할 수 있다.

기관 추정에 따르면 나트륨 이온 배터리의 재료비는 리튬 이온 배터리 비용보다 30~40% 저렴할 것으로 예상됩니다.

03. 다방면에서 뛰어난 성능

나트륨이온전지는 제조원가가 뛰어난 것 외에도 다른 장점도 있다.

전원 배터리 개발의 세 가지 주요 요소는 배터리 수명, 빠른 충전 및 안전성입니다. 배터리 수명 측면에서 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도는 160Wh/kg에 가깝습니다. 리튬 철 인산염 배터리는 일부 초소형 전기 자동차에 사용되며 자동차에 완전히 적합합니다.

'국민차' 우링홍광 MINI EV의 배터리 에너지 밀도는 120km 주행거리 모델의 경우 100Wh/kg, 170km 주행거리 모델의 경우 110Wh/kg인 것으로 알려졌다.

급속 충전 측면에서 나트륨 이온 배터리는 15분 충전으로 80%의 전력을 충전할 수 있어 리튬 배터리보다 훨씬 좋습니다.

안전성 측면에서 나트륨 이온 배터리는 리튬 이온 배터리에 비해 내부 저항이 약간 높으며, 단락 발생 시 순간적인 발열이 적고 온도 상승도 적습니다. 열 안정성이 전원 배터리에 대한 국가 안전 표준을 초과했습니다.

또한 CATL이 출시한 리튬이온 배터리는 수명 측면에서 인산철리튬 배터리와 동등해 기존 나트륨 배터리의 주요 단점을 해결했다.

자동차 환경에서 리튬 배터리는 저온 성능이 좋지 않아 북부 소비자들에게 전기 자동차가 인기가 없게 되었습니다. 그러나 나트륨 이온 배터리는 여전히 섭씨 영하 20도에서 작동할 수 있습니다. 90% 위 방전 유지율.

나트륨 이온 배터리의 시스템 통합 효율도 80% 이상에 도달할 수 있어 물리적 구조를 최적화하기가 더 쉽습니다.

일반적으로 CATL 시대의 1세대 나트륨이온 배터리는 현재의 삼원계 리튬전지나 인산철리튬전지에 비해 에너지 밀도가 낮을 ​​뿐만 아니라 빠른 충전 성능과 저온 성능, 시스템 통합 효율성 및 배터리 비용 측면에서 확실한 이점이 있습니다.

04. 부분 교체를 가장 먼저 실현

나트륨 이온 배터리의 장점과 단점을 토대로 나트륨 이온 배터리는 높은 전력을 요구하지 않는 시나리오에 주로 사용됩니다. 전기 이륜차, 저속 사륜차, 에너지 저장 발전소, 가정용 에너지 저장 제품 등과 같은 밀도

현재 우리나라의 저속 전기차는 납축전지를 주로 사용하고 리튬전지를 보충한다. 미래 산업 규모로 인해 나트륨 배터리는 납축 배터리를 대체하고 저속 전기 자동차의 주류 배터리가 될 것으로 예상됩니다.

에너지 저장 분야에서 에너지 저장 시스템은 새로운 에너지 구조 전환의 핵심 부분이며 여기에는 전력 공급 측의 전력 소비, 그리드 측의 보조 피크 조절, 피크가 포함됩니다. 사용자 측의 면도 및 밸리 필링, 분산 발전이 중요한 역할을 합니다. (에너지 저장에 관한 연구는 이전 기사를 참고하세요: 이 트랙이 인기가 많습니다! 전체 화면 20cm 일일 제한)

리튬 배터리에 비해 나트륨 배터리는 재료비 측면에서 분명한 이점이 있으며, 미래에는 부분적으로 대체할 수 있습니다. 리튬 배터리는 증분식 에너지 ​​저장 시장에 적용됩니다.

에너지 저장이 화두임은 틀림없지만, 현재 업계의 에너지 저장 방식은 안전성, 수명, 저렴한 가격, 대규모 에너지 저장 기술 등이 아직 만족스럽지 못한 수준이다. 기대만큼 좋다. 리튬이온 배터리만으로는 빠르게 성장하는 에너지 저장장치 시장을 감당할 수 없다.

국가발전개혁위원회와 국가에너지국은 '신에너지저장장치 개발 가속화에 관한 지도의견'에서 "신에너지저장장치는 새로운 전력시스템을 지원하는 중요한 기술이자 기초장비"라고 언급했다. 탄소중립화 과정에서 중요한 역할을 하기 위해서는 플라이휠 에너지 저장, 나트륨이온 배터리 등의 기술에 대한 대규모 시험 실증을 가속화해야 한다."

일부 조직에서는 2025년까지 나트륨 이온 배터리가 A00에 포함될 것으로 예측합니다. 고급 자동차, 이륜차, 에너지 저장 등 3대 주요 분야의 수요는 53.7의 시장 공간에 해당하는 123GWh에 도달할 것입니다. 억 위안.

물론 CATL은 이보다 더 많은 관심을 갖고 있으며 자체 AB 배터리 팩 모델도 만들었습니다.

나트륨 이온 배터리와 리튬 이온 배터리를 동일한 배터리 시스템에 동시에 통합하고 두 배터리를 일정한 비율과 배열로 일치시킵니다.

이러한 리튬-나트륨 배터리 시스템은 현재 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도 단점을 보완할 뿐만 아니라 높은 전력 및 저온 성능을 활용합니다. 응용 프로그램.

05. 관련 기업이 수혜를 입는다

나트륨이온전지가 널리 사용될 수 있다면 산업체인 상류 및 중류 기업이 수혜를 입을 것이다.

업스트림에서 가장 주요하고 유익한 영역은 탄산나트륨(소다회)입니다. 탄산나트륨은 리튬 이온 배터리에 대한 탄산리튬과 같습니다.

주요 상장사로는 Yuanxing Energy, China Salt Chemical, Nanfeng Chemical 등이 있습니다.

미드스트림 나트륨이온전지 제품 및 소재 연구개발과 레이아웃에 참여하는 업체로는 CATL, 화양, 신왕다 등이 있다.

CATL(300750) : 나트륨이온 배터리를 출시해 2017년부터 2020년까지 4년 연속 전원 배터리 사용량 세계 1위를 차지한 세계 1위 파워 배터리 기업이다.

위안싱에너지(000683): ​​​​이 회사는 중국 최대의 트로나 합법 소다회 및 베이킹소다 기업이다. 소다회 생산능력은 전국 4위, 베이킹소다 생산능력은 중국 1위다. 국가.

(기사 출처: 투자 분석)