今天小編分享的财經經驗：動力電池迷霧，新一代產品為何姗姗來遲？，歡迎閲讀。
文｜節點 AUTO，作者｜天玑
對于電池的發展周期，行業有公認的進度表，那便是 30 年為一個周期 。按照三十年一個周期計算，下一代電池的現身時間應在 2020 年左右。但直到 2024 年，下一代電池還沒有走到大規模商業化階段。
作為新能源汽車的核心部件，各方對此都高度重視，這不禁讓人產生一個疑問，那就是為什麼至今還沒有新的突破？
30年周期沒有失效，但電池的進展依舊漫長
新一代電池為何遲遲沒有現身？這還要從電池的核心部分説起。
電池的基本原理是用高活性的金屬材料制作陽極，用較穩定的材料制作陰極，陽極材料由于庫侖力的原因會發生還原反應（丢失電子），電子流向陰極發生氧化反應（獲得電子），電池内部（電解液）則發生陰極的陰離子流向陽極與陽離子結合，由此形成回路，產生電能。不同種類的電池，主要是正負極和電解液材料不同，每一代電池的突破之處也在于此。
以鉛酸電池和锂離子電池為例。鉛酸電池正極的主要成分是二氧化鉛，負極的主要成分是鉛，電解液锂離子電池正極的主要成分是含锂的過渡金屬氧化物、磷化物，負極的主要成分是碳材料。與鉛酸電池相比，锂離子電池的能量密度更高，這是新能源汽車選擇锂離子電池的主要原因。
發現新材料，是一個漫長的過程。
锂離子電池的正極材料在 1980 年就确定下來了，分别是钴酸锂、磷酸鐵锂和錳酸锂。但直到 1991 年，吉野彰擺脱負極锂金屬限制，創新性使用石墨作為負極，才開發出了第一款商用锂離子電池。在锂離子電池之後，行業又發明了幾種使用新材料的電池，如固态電池、鈉離子電池。
固态電池的發展歷史可以追溯到十九世紀。當時邁克爾 · 法拉第發現了固體電解質硫化銀和氟化鉛，開啓了固态電池的研究序幕。不過由于涉及基礎科學研究，固态電池的進展十分緩慢。直到二十世紀五十年代之後，科學家相繼在固态電解質材料上取得了突破，固态電池的發展進程才加快了。到了九十年代，美國橡樹嶺國家實驗室開發了新型固态電解質氮化锂磷氧。
除了材料創新，業界還在物理層面嘗試讓動力電池 " 換新 "。動力電池按照形狀劃分可分為方形、軟包和圓柱三種，方形的射擊場份額最高，約為 60%。以特斯拉為代表的企業希望用圓柱電池替代方形電池。
圓柱電池可以分為小圓柱和大圓柱兩類，前者已經是成熟產品，後者是行業新兵。大圓柱電池的代表是特斯拉提出的 4680 圓柱電池（直徑 46 毫米、高度 80 毫米的電池）。在特斯拉看來，這是提升續航、降本的最佳尺寸。
除了特斯拉，寧德時代、松下、LG 等企業，也布局了大圓柱電池。但大圓柱電池也沒有走到商業化階段，4680 電池已經難產。
固态電池最火，但不是未來？
固态電池是動力電池行業的頂流，承載着下一代電池的重任。
現在的動力電池的電解液都是液态，固态電池的電解液變成了固态電解質。按照電解液的形态劃分，固态電池又分為準固态、半固态和全固态三種。準固态液體電解質質量百分比目前，固态電池的技術路線分為聚合物、氧化物與硫化物三種路線，它們各有優劣。其中性能最好的是硫化物，是三種材料體系中離子電導率最高的，且質地較為柔軟，可塑性強。日韓企業是硫化物的支持者，豐田、三星、松下都選擇了這個路線。
其中最為激進的是豐田，它的成果也最豐厚。早在 2012 年，豐田就拿出了全球首款硫化物固态電池，其專利儲備多達 1300+ 項，位列世界第一。可見日本車企的高管雖然會發出一些貶低新能源汽車的言論，但他們的身體還是很誠實的。
不過，豐田也沒法讓固态電池量產。豐田曾在 2017 年宣布将在 2020-2025 年，推出十款以上采用固态電池的純電車，随後卻跳票了。2023 年，純電動汽車銷量在豐田總銷量中的占比不到 1%。這主要是因為硫化物路線的技術難度太高。這種材料容易與正負極材料發生副反應，造成界面高阻抗，導致内阻增大。另外，它還容易與空氣中的水分發生反應，釋放有毒的硫化氫氣體，這對生產、加工和運輸環節提出了很高的要求，企業需要一些特殊手段。
目前，半固态電池的商業化進展比較快。
去年 12 月，蔚來創始人李斌做了一場直播續航測試，測試的對象就是半固态電池（容量為 150 度）。這款半固态電池包由蔚來汽車和衞藍新能源合作開發，單電芯能量密度為 360Wh/kg，整包能量密度 260Wh/kg。采用了原位固化的固液電解質，無機預锂化的硅碳負極，納米級包覆的超高鎳正極。經過李斌實測，搭載 150 度半固态電池的 ET7 的續航超過 1044km（剩餘 36km ) ，平均百公裏能耗為 13.2 千瓦時。在測試的時候，李斌還表示，這款半固态電池包不會向第三方供貨。" 目前，150 度電池包非常難量產，產量比較低，良率也很有挑戰。" 李斌説。
難產只是半固态電池的挑戰之一，有業内人士透露，這或許是目前全球部門（每 WH）成本最高的電池包，甚至超過了特斯拉的 4680 電池成本。" 無論是材料還是制造工藝，肯定都是最貴的。" 可以看到，即便是進展較快的半固态電池，現在也面臨成本問題。
以此推導，全固态電池的普及之日更是遙遙無期。因此，固态點吃的問題不是 " 是不是未來 "，而是什麼時候能 " 拉出來溜溜 "。
鈉電池是未來嗎？
如果回到電池進化的原點，半固态或者固态電池其實都不能算是真正的下一代電池，它們的正負極材料依然是锂離子，只是在電解液部分有創新。行業也在研發新的正負極材料，那就是鈉離子電池。
相比锂離子電池，鈉離子電池的優勢并不是更高的能量密度，而是優秀的低温性能。
新能源汽車在冬季和高寒地區，續航會打折扣，這是由于锂離子電池不耐低温。
目前，锂離子電池的工作温度區間為 -20 ℃ -60 ℃，在我國東北地區，-20 ℃只是日常。鈉離子電池可以在 -40 ℃ -80 ℃ 的温度區間正常工作，在 -20 ℃ 環境下的容量保持率近 90%，在 -40 ℃低温下可以放出 70% 的容量，在高温 80 ℃時仍然可以正常循環充放電使用。
如果新能源能夠使用鈉離子電池，其市場覆蓋範圍自然會更廣。另外，相比锂電池，鈉電池的成本更低。
寧德時代、比亞迪都布局了鈉電池業務。更重要的是，鈉電池已經走到商業化階段了。今年 1 月，全球首款搭載鈉離子電池的新能源汽車江淮钇為 " 花仙子鈉電版 " 正式向用户批量交付，這款車由中科海鈉宣布與江淮钇為聯合推出。在此之前，孚能科技與江鈴集團合作推出的江鈴易至 EV3（青春版）也下線了。
鈉電版花仙子為 A00 級車型，采用的鈉離子電芯為中科海鈉 ME12 圓柱電芯，其能量密度大于等于 140Wh/kg，續航裏程為 252 公裏。江鈴易至 EV3（青春版）也是 A00 級車型，續航為 251 公裏，孚能科技目前已投產的鈉離子電池能量密度在 140 至 160Wh/kg 之間。
從數據上來看，這兩款鈉電池車型的續航明顯要短一些。而新能源汽車的發展方向是續航越來越長，難道鈉電池也不是動力電池的下一個選擇？
這取決于能量密度和成本。磷酸鐵锂電池就是在這兩點的幫助下，在市場份額上超越了三元锂電池。現在，鈉電池的能量密度已經接近磷酸鐵锂電池，中科海鈉在研鈉離子電芯能量密度已超過 160Wh/kg。此時，成本是否經濟，就顯得更重要。畢竟新能源苦電池久矣，廣汽董事長曾慶洪和小米董事長雷軍都公開吐槽過電池太貴。其中最重要的是相對成本，即相對于磷酸鐵锂電池的成本。
浙江青鈉董事長王子煊曾公開表示，當碳酸锂價格下探到 10 萬元 / 噸時，鈉離子電池的邊際成本領先 12% 左右；如果碳酸锂價格回歸到 5 萬元 / 噸，鈉離子電池的邊際成本僅領先約 5%。也就是説，當鈉電池在成本上 " 遙遙領先 " 磷酸鐵锂電池時，市場就有更強的推廣動力。
鑑于江淮钇為的銷量并不算好，難以通過終端的規模優勢讓鈉離子電池降本。與磷酸鐵锂電池相比，鈉離子電池的現狀是處于從 1 到 N 的起步階段。
總的來看，無論是固态電池還是 4680 電池、鈉電池，業界一直都在探索可能性，但目前還沒有找到可以替代锂電池的選項。
