今天小編分享的财經經驗:小電驢的未來,都在“鈉”裏?,歡迎閲讀。
圖片來源 @視覺中國
文 | 科技新知
1870 年,法國作家凡爾納在《海底兩萬裏》中,暢想了潛艇 " 鹦鹉螺号 " 通過獲取海水中的鈉作為電力能源,周遊世界。
一百多年過去,各種技術路徑的新能源應用開花結果,鈉電池則率先在兩輪 " 小電驢 " 上實現商業化落地。
7 月中旬,新日電動車官方确認了量產鈉電車下線的消息。雅迪、愛瑪、台鈴等其他頭部品牌,星恒、天能、超威等專注于兩輪車市場的電池巨頭,以及初露頭角的松寶新能源等,皆陸續發布了自家鈉電產品,并将整車或電池的量產上市提上了年内日程。
產業鏈上下遊共同加碼鈉電,預示着電動兩輪車來到了動力電池的大變革之時。
為什麼長久以來很難落地的鈉電池,能夠在兩輪車上量產?鈉電車的大規模推出會對目前市場上的產品邏輯造成什麼影響?鈉電池取代現有動力電池又能否改變行業格局?
" 鈉 " 就是未來?
現階段的電動兩輪車,使用較多的是磷酸鐵锂、錳酸锂電池包,以及鉛酸電池。但從原理、特性以及技術角度來看,鈉電顯然更适合作為核心驅動力。
首先,鈉電比锂電更加安全。锂離子電池電流密度越大,枝晶锂生長越快,就有可能刺穿電池内部結構造成短路自燃;而鈉離子產生枝晶的概率很低。另外,鈉離子電池的内阻比锂電池高,所以其在短路的情況下瞬時發熱量少,温升較低,熱失控温度高于後者。
其次,正因為鈉離子電池的電化學性能相對穩定,所以受極端環境影響較弱。目前市面上的鈉電產品基本都可以在 -40 ℃到 80 ℃的温度區間正常工作,甚至在寒冷環境下電池容量保持率仍能接近 80%,這還是實驗室測試水平,未來迭代優化後可能還會有所提升。
單憑這一點就已 " 打爆 " 鉛酸和锂電。目前锂電池在 0 度以下充放電只有平常的 50%~60%,鉛酸電池只有 40%~50%。在冬季寒冷的北方地區,鈉電的性能幾乎沒有對手。
然後在導電率上,鈉離子電池的表現同樣出色。同樣濃度的電解液,鈉鹽電導率高于锂電解液 20% 左右。出色的導電性能又帶來更快的充放電效果,寧德時代曾發布的鈉電池可以實現常温下 15 分鍾充滿 80% 的電量。雅迪在宣傳極鈉 1 号產品時,表示可以在 10 分鍾内将電量充至 80%。
還值得一提的是,鈉離子電池無過放電特性,即允許放電到零伏,最大程度保證了使用壽命。目前可知的是,星恒電源發布的超鈉 F1 電池,常温下循環壽命可超 2000 次,雅迪的極鈉 1 号循環壽命可達 3000 次,而中科院物理所的 " 長壽命和低成本鈉電池正極材料研究 ",将鈉電池循環壽命提高到 4500 次。
對比來看,雖然商業化主流的磷酸鐵锂電池循環壽命已達到 3000-6000 次,但在兩輪電車領網域,占比 7 成以上的鉛酸電池,正常的使用壽命僅為 400-600 次。鈉電 " 上車 " 後,一個非常直觀的改變可能就是,小電驢騎到報廢都不需要換電瓶了。
事實上,相比于兩輪電動車,備受高價锂電折磨的四輪車廠更需要鈉電。但因為在能量密度方面的天生缺陷,使得鈉電遲遲無法量產應用。寧德時代此前表示,鈉離子電池普遍可以滿足續航裏程在 400 公裏以下的車型需求。這對于市場上續航裏程普遍超過 600km 的四輪車產品來説,極限在 500km 左右的鈉電也就沒那麼有吸引力了。
不過在目前的技術條件下,鈉離子電池的能量密度大約為 70-200Wh/kg,實際產品大概在 150Wh/kg,已經可以與磷酸鐵锂一戰(能量密度 150-210Wh/kg),碾壓鉛酸電池(40-70Wh/kg)。
消費者的核心剛需——安全性保障、足夠的續航裏程、抗低温能力等,都可以在鈉電應用中得到滿足,再加上包括寧德時代、中科海鈉等鈉電企業都已打通上下遊完成了爬坡量產,所以從理論上來看,鈉電池大規模量產上車幾乎已是确定性趨勢。而動力方式的改變,也意味着兩輪車行業将像當下汽車市場一樣,市場格局出現颠覆性改變。
兩輪 " 新勢力 "
2019 年兩輪電動車 " 新國标 " 正式實施,對于不符合 " 新國标 " 的產品實行 3-5 年過渡期管理,超标車輛将禁止上路行駛。
由于鉛酸電池含有重金屬污染物,很難通過逐年加大力度的環保核查。在此背景下,發展勢頭正旺的锂電池登上舞台。
但站在商業角度,锂電產品成本高利潤低,再加上消費者對價格的敏感,導致電動車锂電化進程比預期慢上不少。整個產業萌生出尋找新一代高性價比動力電池的急迫訴求,鈉離子電池也成為最佳候選。
首先鈉離子電池的成本足夠低。一直以來,雖然中國兩輪電動輪車總銷量驚人,但車企毛利率水平并不樂觀。即便是行業巨頭雅迪、愛瑪等,毛利率也常年徘徊在 10%-15%,淨利率在 2%-5% 之間。
進入 2023 年後行業更是瘋狂 " 内卷 ",一線品牌領銜的價格戰愈演愈烈,部分品牌甚至推出了 899 元、999 元的超低換購價,就連主打高端的小牛都殺到了 2000 元檔,大有不止不休的架勢。
底層邏輯還是兩輪電動車行業同質化嚴重,很多企業并不具備自主研發能力,產品上跟風、模仿,只能在價格上刷刷存在感。想要走出價格戰的泥淖,技術突破帶來的降本增效,以及產品上的差異化,才是正途。
鈉作為地殼中含量排名第六的元素,資源豐富程度遠超锂,儲量高達 2.36%,沒有先天的資源性約束。并且低濃度電解液的适用性,進一步降低了鈉離子電池的成本。
目前市場上的鉛酸電池產品綜合成本大概在 0.3 元 /Wh。鈉電池則在 0.5-0.7 元 /Wh 之間,大規模產業化後将逼近 0.3-0.5 元 /Wh,直逼鉛酸電池價格。而即便是锂礦價格跌至 10 萬元 / 噸時,鈉電池仍有 15% 以上的成本優勢。随着產業規模化和技術迭代,這些成本優勢還将持續拉大。
同時,考慮到國内锂資源儲量不多,對國外市場依賴度較大,因此鈉離子電池還具有維護供應鏈穩定的重要意義。
從綜合成本和性能表現上來看,鈉離子電池已經可以平替磷酸鐵锂,取代污染更嚴重的鉛酸電池。并且只要鈉離子電池能夠量產,市場需求那就是現成的。
華宇研究院院長陳建判斷,兩輪電動車電池市場将會受鈉電產業技術影響,鈉電市場占有率會迅速增加,2025 年預計鉛酸、锂電和鈉電占有率大約為 50%、15% 和 35%。
《中國電動兩輪車行業發展白皮書》給出的預測是,2023 年為鈉電產業化元年,有望實現小批量出貨,兩輪車需求有望達到 7.74GWh,2024 年實現大批量量產,規模有望達到 10GWh 以上,換算成出貨量的話,則在千萬台以上,滲透率超 20%。
" 鈉 " 個未來眼看已經到來,深處變革之中的兩輪電動車車企們,又該如何乘上東風?
搶下那個電池廠
與乘用車市場相似,電動兩輪車企在 " 動力革命 " 下紛紛求新求變。
產品層面,此前各大品牌紛紛将續航作為賣點比拼,但在達到可以滿足消費者日常需求的續航水平後,繼續追求參數只會產生邊際效應遞減。當 10 分鍾便可充滿 80% 電量時,所謂的續航焦慮也就不復存在。
而基于鈉電特性,電池使用壽命、充電時效等,均給整車廠帶來更大 " 内卷 " 空間。
目前車廠的電池均是與上遊企業合作研發,但此前超威、天能、紅旗、昌盛、南都等眾多供應商,在鈉電領網域均非主流。整車廠還需要與新的電池企業打好關系。
例如雅迪的子公司華宇新能源,早早與鈉電三巨頭之一的鈉創新能源達成戰略合作。公司總經理陳雪榮坦言,未來公司鈉離子電池在兩輪電動領網域将會 " 專供 " 給雅迪。也就是説,在產品與技術層面不開放給其他廠家或者展開合作,這可以看作雅迪在電池技術層面想要設下壁壘。
值得一提的是," 老對手 " 愛瑪在 2021 年也與鈉創新能源達成合作,布局鈉電研發,并且發布鈉離子電池動力系統,未來大概率會像雅迪那樣打造 " 專供體系 "。
鈉電的另外兩大龍頭,中科海鈉已經助力新日率先完成了鈉電車的量產下線;寧德時代似乎還未對兩輪車產生興趣,布局範圍一直在 A00 級乘用車上。
之所以強調整車廠與電池企業的關系,與電池行業的品牌效應有關。搭載寧德時代電池的造車新勢力,就是要比其他品牌好賣,且還有較高溢價能力;比亞迪也是靠一手 " 刀片電池 " 才得以後來居上。對于技術壁壘更低的電動兩輪車來説,電池的品牌效應只會更強。
另外,與龍頭合作也能帶來更具新意的解決方案,擴大產品優勢。例如寧德時代的 "ab 電池技術 ",通過鈉锂混搭實現優勢互補,提高電池系統的能量密度,可以使鈉離子電池在保證成本的前提下,提高續航裏程。
整車廠還能以鈉電為突破口,衍生更多商業效益。譬如新能源車流行的換電模式,通過低價單車售賣來吸引顧客,租電、換電留住客户,等等。目前的商業換電領網域,多是以锂電為主。但锂電成本高,大規模堆積也徒增風險,而鈉電充放電快、安全性好、耐低温性強等優勢更适合換電模式的普及推廣。兩輪整車廠可以此為切入點,有機會打開換電萬億市場。
國内鈉電池技術正在逐漸成熟和完善,随着產業化進程的加快,鈉離子電池也必将在未來的新能源出行領網域占據一席之地。兩輪電動車鉛酸、锂電 " 楚漢争霸 " 的局面,也會迎來 " 三國鼎力 " 的格局。
如果問,穩定已久的兩輪車行業到底何時才能進入洗牌時刻,那麼答案或許便是此刻。
參考資料
Promises and Challenges of Next-Generation "Beyond Li-ion" Batteries for Electric Vehicles and Grid Decarbonization-Yaosen Tian, Guobo Zeng 等
新日開啓兩輪電動車鈉電元年,加碼 " 保 5 年 用 10 年 " 領軍全行業 - 中國發展網
創新不斷!" 極鈉 1 号 " 首發,雅迪加速推進鈉離子商業化落地 - 金融界
鈉離子電池:潛在空間廣闊,寧德時代入局加速產業化 - 光大證券
鈉離子電池:從基礎研究到工程化探索 - 容曉輝等
鈉離子電池在電動兩輪車市場應用 - 智譜投研
儲能的未來是鈉電嗎?- 新能源產業家
2023,鈉電池量產元年?- 車百智庫
鈉離子電池介紹 - 中科海鈉官網
更多精彩内容,關注钛媒體微信号(ID:taimeiti),或者下載钛媒體 App