今天小編分享的汽車經驗:鈉電池正式上車,對锂電市場衝擊有多大?,歡迎閲讀。
圖片來源 @視覺中國
文 | 新能源前瞻,作者 | 蘇清,編輯 | 和暢
對于新能源車主來説,最不想看到的就是自燃事件發生。
然而在剛剛過去的 2023 年,根據應急管理部門的統計數據,僅第一季度就平均每天有 8 輛新能源汽車發生火災 ( 含自燃 ) 事件。
一款 " 永不自燃 " 的動力電池就成為了廣大消費者的剛需。近期,全球首款鈉電池量產車型江淮钇為 " 花仙子 ",在安徽安慶正式向用户交付,标志着鈉離子電池產業化邁出最重要的一步,也很好地解決了這一問題。
因為鈉離子電池通過了中汽中心的檢測,針刺時不冒煙、不起火、不爆炸,且經受短路、過充、過放、擠壓等實驗,也不起火燃燒。
不僅如此,相比較緊缺的锂礦資源,全球鈉資源儲量更加豐富。這使得鈉離子電池的成本降低約 30%,鈉離子電池 " 上車 " 或許有望降低新能源汽車的整體價格。
據新能源前瞻不完全統計,在寧德時代、比亞迪、中科海鈉、立方新能源、鵬輝能源、多氟多等電池廠商的共同推進下,目前,鈉離子電池已形成產業化,且不斷跑出 " 加速度 "。
中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示,2023 年 12 月,鈉離子電池實現量產裝車,裝車量為 317KWh。
進入 2024 年,鈉電版 " 花仙子 " 已經交付,更多搭載鈉離子電池的純電動車 " 在路上 "。當汽車和能源兩大行業的轉型壓力過于集中在锂資源時," 異軍突起 " 的鈉離子電池或許将成為新的可能。
01 鈉離子電池蓄勢待發
事實上,鈉離子電池和锂離子電池的研發時間幾乎同步,但鈉離子電池因為能量密度低," 陪跑 " 了三十餘年。
2021 年起,鈉離子電池命運的齒輪開始轉動。一方面碳酸锂材料價格從 5 萬元 / 噸直線上漲;一方面,寧德時代率先在 7 月發布了第一代鈉離子電池,引燃了電池行業對鈉離子電池的熱情。
" 花仙子 " 的量產交付自然成為行業的裏程碑事件。
據悉,江淮钇為旗下的鈉電版花仙子由鈉電池制造商中科海鈉與江淮钇為聯合推出,新車搭載的是中科海鈉提供的 32140 鈉離子圓柱電芯,并采用了江淮钇為的蜂窩電池結構。
該款電芯單體容量為 12Ah,能量密度不低于 140Wh/kg,整個電池包容量為 23.2kWh,CLTC 續航裏程達到 230km,意味着百公裏耗電僅為 10 度。
新能源前瞻了解到,不少消費者就是因為看到了 " 花仙子 ",才開始了對鈉離子電池的關注和研究。
就在 " 花仙子 " 量產交付的前後,電池領網域的兩大龍頭企業都發布了鈉離子電池方面的動态。
來源 / 江汽集團官網
1 月 6 日,國家知識產權局發布公告,寧德時代新能源科技股份有限公司申請一項名為 " 鈉離子電池正極材料及其制備方法、正極極片及電池和用電裝置 "。
1 月 4 日,比亞迪徐州鈉離子電池項目正式落地,項目總投資 100 億元,該生產基地将主要生產鈉離子電池電芯以及 PACK 等相關配套產品,計劃年產能 30GWh(吉瓦時)。
此外,2023 年 12 月 28 日,江鈴集團新能源搭載孚能科技鈉離子電池的鈉電車型也正式下線。江鈴易至 EV3(青春版)版本成為全球首款交付的鈉電車型。
早在 2023 年 2 月,中科海鈉與思皓新能源聯合發布首台鈉離子電池試驗車;同年 3 月雅迪發布搭載鈉電池的兩輪車;4 月,寧德時代宣布鈉離子電池将首發落地奇瑞車型。
2023 年 11 月,我國首個電池 PACK(加工組裝)項目在湖南汨羅高新技術產業開發區正式投產。
毫無疑問,鈉電池行業已進入群雄逐鹿的新階段。
對此,業内分析師對新能源前瞻表示:" 鈉離子電池技術成熟後,肯定會分食掉磷酸鐵锂市場中的一部分蛋糕,例如微型電動車這部分将是鈉電的天下。同時,随着電動汽車和儲能市場的快速發展,鈉離子電池有望復制锂離子電池的高速發展路徑,成為未來 10 年内成長性最高的新興產業之一。"
02 鈉離子電池好在哪裏?
有化學基礎的消費者應該知道,鈉離子電池并不是一種全新的技術路線,甚至可以追溯至上世紀 80 年代前後。當時由于找不到合适的負極材料,鈉離子電池的發展一直較為緩慢。近年來,随着負極材料技術難題的突破,鈉離子電池的發展開始加快。
鈉與锂有着相似 " 出身 ",屬于同一主族元素,具備相似的物理化學性質。因此,锂離子電池和鈉離子電池也具有相似的性能,它們的工作原理都是嵌脱式充放電。充電時,锂和鈉離子都是從陰極到陽極;放電時,又從陽極到陰極,來回搖擺,表現出 " 搖椅式 " 的電化學充放電行為。
資料顯示,相比于高端锂電池,鈉離子電池能量密度偏低,但其價格便宜、低温性能好、安全性高、資源可得性高。除了中低速車電動車,鈉離子電池在儲能、電動二輪車的潛在市場空間也十分廣闊。
從資源總量來看,锂元素地殼豐度僅為 0.0065%,而鈉元素為 2.75%,相比锂資源,鈉資源儲量豐富得多。全球锂資源絕大部分集中在南美以及澳大利亞,中國本土的锂資源量僅占全球 7%,近七成的碳酸锂依賴進口。相比于緊缺的锂礦資源,全球鈉資源儲量更加豐富。我國鈉資源儲量也明顯占優勢,約為占據全球儲量的 22%。
從原料成本來看,鈉離子電池成本較锂離子電池成本整體可降低 30%-40%。鈉離子電池材料成本構成中,正極材料及電解液占比最大,均達 26%,隔膜占比 18%,負極材料占比 16%,集流體占比達 4%。
從電池性能本身分析,鈉離子電池的安全穩定性表現更佳。低温環境下的使用一直是锂電池的核心痛點之一,鈉電池在高低温适應性上則具備優勢。相比磷酸鐵锂電池,鈉離子電池能夠适應零下 20 ℃低温環境,有着超 92% 的容量保持率。資料顯示,鈉離子電池的工作温度範圍更廣,可以在 -40 ℃到 80 ℃的温度區間正常工作,在 -20 ℃的環境下容量保持率接近 90%,優于锂電池。
但鈉電池的缺點在于技術成熟度還不如磷酸鐵锂電池,在充電速度、能量密度、耐用度和安全性等多方面的實力還有待提高。另外鈉電池在新能源車的應用方面還有更大的潛力可以開發。
當前,鈉離子電池能量密度遠低于三元锂電池,但與磷酸鐵锂電池差距不大。主流三元锂電池能量密度在 200-300Wh/kg,主流磷酸鐵锂電池能量密度在 150-200Wh/kg,而鈉離子電池的能量密度能夠達到 150Wh/kg 左右。因此,鈉電車型目前更适用于對續航裏程不太敏感的 A00 級車。
來源 / 寧德時代官方網站
為擴大鈉離子電池的應用場景,寧德時代曾表示,計劃通過 AB 電池(兩種電池混搭)的方式,将鈉離子電池與锂離子電池同時搭載于一輛汽車上,發揮兩方各自的性能優勢,拓展鈉電池的應用範圍。
03 助力電池行業更健康發展
在市場應用前景上,鈉離子電池在能量密度方面和磷酸鐵锂有一定重疊,有望取代部分锂離子電池的市場份額。而在二輪車、三輪車領網域,鈉離子電池在锂離子電池和鉛酸電池之間實現了性能和成本的平衡,有望取代鉛酸電池。
同時,在户用儲能、工商業儲能等對成本敏感、安全性要求高的應用場景,鈉電池也有望成為锂電池體系的重要補充。
據研究機構 EVTank 預測,到 2030 年,鈉離子電池的實際出貨量或将達 347GWh,2024 年至 2030 年的復合增長率達 58.1%。
與磷酸鐵锂電池、三元锂電池等目前電動車搭載的主流材料動力電池相比,鈉離子電池從一開始就是作為一個 " 備選項 " 而存在。行業研發鈉離子電池的重要的背景是,2021 年至 2023 年上半年,碳酸锂等動力電池原材料因供求失衡導致價格居高不下,而鈉原料則不存在類似的問題。
因此,此前锂價上漲引發的成本焦慮是鈉離子電池近年來能夠異軍突起的主要原因。各方加碼下,鈉離子電池產業化布局明顯加快。
2023 年,锂價下跌 70% 讓整個锂電產業鏈感到一陣寒意,進而造成锂電池電芯成本急劇下滑。這一波動幅度放在整個大宗商品市場中都尚屬罕見。
如果説鈉離子電池的興起,是乘了 " 锂價瘋漲 " 的東風,那麼如今锂價暴跌,也必然會削減鈉離子電池的勢頭。
" 锂價下降對于鈉離子電池產業發展來説是把雙刃劍。一方面,锂價下跌會對鈉離子電池產業發展造成壓力,逼着鈉電池成本跟随下降;另一方面,也能讓行業暫時冷靜下來。" 投資人遲先生對新能源前瞻説道。
除此之外,鈉離子電池產品作為尚在發展中的產業,仍有許多方面待完善。首先,鈉離子電池還處在產業化初階段,生產規模尚未鋪開,綜合成本優勢沒有發揮出來,深入進行鈉電池研究和產業化建設仍然是任重道遠。
其次,鈉離子電池仍面臨着技術難題需要攻克。鈉離子電池能量密度普遍在 90-160Wh/kg 之間,鈉離子電池正極材料能量密度大概為 130mAh/g,負極大概在 320mAh/g;目前鈉離子產業化發展的方向是希望鈉離子電池的能量密度能夠接近磷酸鐵锂電池,進一步體現成本價格優勢。
在新能源前瞻接觸的多位業内專家看來,如果無法突破能量密度的技術瓶頸,鈉離子電池只能搭載在低速、續航裏程 200 公裏左右的低端車型以及一些兩輪車上,難以涉足中高端車型市場。
中科院院士歐陽明高則認為,鈉離子電池技術一定要發展,即便做不到主流,也是對锂電池的一個有益補充。