近日,市場(chǎng)消息顯示,由思皓新能源與中科海鈉聯(lián)合打造的行業(yè)首臺(tái)鈉離子電池試驗(yàn)車公開亮相,此次試驗(yàn)車中搭載的是應(yīng)用蜂窩電池技術(shù)的鈉離子電池包。此前中科海鈉已經(jīng)推出了三款鈉離子電池,此次正式搭載在試驗(yàn)車當(dāng)中測(cè)試,預(yù)示著離正式商用化已經(jīng)不遠(yuǎn)。
一旦鈉離子電池正式商用化,加上鈉電池成本有望低于磷酸鐵鋰電池,將帶動(dòng)電動(dòng)汽車價(jià)格進(jìn)一步下降,加速電動(dòng)汽車的滲透率。
圖源:思皓新能源
首臺(tái)鈉離子電池試驗(yàn)車正式亮相
此次亮相的鈉離子電池試驗(yàn)車由中科海鈉與思皓新能源聯(lián)合打造,思皓新能源為江汽集團(tuán)與大眾集團(tuán)的合資品牌。2017年成立的中科海鈉則是專注于鈉離子電池研發(fā)與制造,也是國(guó)內(nèi)首家鈉離子電池公司,該公司從關(guān)鍵核心材料到電芯制造以及系統(tǒng)應(yīng)用等進(jìn)行了全方位的布局。
近期中科海鈉推出了三款電芯產(chǎn)品,這些鈉離子電池可被應(yīng)用在兩輪車、乘用車、商用車、家庭及工商業(yè)儲(chǔ)能、規(guī)模儲(chǔ)能等領(lǐng)域。此次所推出的首臺(tái)鈉離子電池試驗(yàn)車,便是由海鈉電池所驅(qū)動(dòng)。
數(shù)據(jù)顯示,該款車型CLTC續(xù)航里程為252km,0-100公里加速為5.5秒,電池容量達(dá)到25KWh,最高時(shí)速可達(dá)120km,快充充電時(shí)間為15-20分鐘。與鋰離子電池相比,鈉電池的能量密度已經(jīng)接近于磷酸鐵鋰電池120-180Wh/kg的水平。
從本身的電池特性來看,鈉離子電池的循環(huán)壽命達(dá)到3000次以上,美國(guó)Natron Energy公司所研發(fā)的鈉離子電池更是可以循環(huán)10000次,不僅遠(yuǎn)高于鉛酸電池的300次左右,同時(shí)還高于磷酸鐵鋰電池的2000次。
同時(shí),鈉離子電池的內(nèi)阻要比鋰電池更高,在短路情況下的瞬時(shí)發(fā)熱量少,熱失控溫度也要高于鋰電池,具有更高的安全性。對(duì)于過充過放、短路、穿刺、擠壓等測(cè)試,鈉電池也能夠不起火、不爆炸。
工作溫度上,鈉離子電池可以在-40℃-80℃的溫度區(qū)間正常工作,并且在-20℃的環(huán)境下容量保持率接近90%,這項(xiàng)性能要優(yōu)于鋰離子電池。
不過鈉離子的能量密度相比鋰離子電池偏低,如寧德時(shí)代發(fā)布的第一代鈉離子電池能量密度差不多在160Wh/kg,比磷酸鐵鋰電池要低,更無法與三元鋰電池250Wh/kg的能量密度相比。
因此鈉離子電池的主要使用場(chǎng)景還是在對(duì)能量密度要求不高的領(lǐng)域,如低速電動(dòng)車、儲(chǔ)能領(lǐng)域、兩輪電動(dòng)車等。寧德時(shí)代去年便公開表示,在乘用車應(yīng)用方面,鈉電池普遍可以滿足續(xù)航400公里以下的車型需求。
寧德時(shí)代還推出了AB電池系統(tǒng)集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)鈉鋰混搭,提升電池系統(tǒng)的能量密度,使鈉電池有望擴(kuò)展到500公里續(xù)航車型,這一續(xù)航需求已經(jīng)能夠滿足65%的使用市場(chǎng)。
目前尚不清楚鈉鋰電池中各種離子的占比,但就像是油電混動(dòng)車一樣,隨著技術(shù)的發(fā)展,也將實(shí)現(xiàn)更好的平衡,讓鈉離子電池的有更大的用武之地。
就像思皓新能源的負(fù)責(zé)人所言,判斷鈉離子電池在新能源汽車市場(chǎng)應(yīng)用將從A00級(jí)電動(dòng)車開始,未來等鈉離子電池與性能進(jìn)一步成熟后,將在合適的時(shí)機(jī)推出相關(guān)產(chǎn)品。
鈉離子電池有望讓電動(dòng)汽車進(jìn)入萬元市場(chǎng)
不僅是傳藝科技、寧德時(shí)代等企業(yè)開始布局鈉離子電池,行業(yè)內(nèi)包括如鵬輝能源、多氟多、億緯鋰能、欣旺達(dá)、維科技術(shù)、孚能科技等多家企業(yè),都不約而同的選擇押注鈉離子電池。
一方面在于我國(guó)鋰資源相對(duì)稀缺,全球鋰礦高度集中在智利、澳大利亞、阿根廷,2021年數(shù)據(jù)顯示,這三個(gè)國(guó)家鋰資源儲(chǔ)量占全球72%,而我國(guó)鋰資源儲(chǔ)量?jī)H占7%,并且開采難度大、成本高,鋰資源80%依賴于進(jìn)口。
而鈉的儲(chǔ)量豐富,目前探明地殼中鈉元素的含量為鋰的1000倍以上,而中國(guó)鈉資源儲(chǔ)量占到全球的22%,更豐富的儲(chǔ)量能夠匹配國(guó)內(nèi)快速發(fā)展的動(dòng)力電池以及儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。
并且由于鈉離子電池與鋰離子電池工作原理基本相同,電池結(jié)構(gòu)相似,因此鋰離子電池的技術(shù)、設(shè)備均可用于鈉離子電池的生產(chǎn),商用化道路更簡(jiǎn)單。
儲(chǔ)量豐富,技術(shù)成熟,讓鈉離子電池的成本有望大幅低于鋰離子電池。據(jù)中科海鈉此前透露,鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化后,憑借更廉價(jià)的正極材料和集流體,整體材料成本有望較鋰電池降低30%-40%。
舉個(gè)例子,目前動(dòng)力電池占純電動(dòng)汽車40%-60%的成本,取中間值按50%來算,鈉離子電池即便成本下降30%,對(duì)于整車而言成本將下降15%。如今一臺(tái)五菱宏光MINI EV售價(jià)為3.28萬元,如果成本下降15%,意味著只需要不到2.8萬便能夠買到。
如果是只需要1.88萬元的橙仕汽車第二代智能物流車,更換為鈉離子電池,最低可以到1.6萬元左右,極大節(jié)省了城市物流的成本。
而這些A00級(jí)車型也恰好是目前鈉離子電池的最佳應(yīng)用場(chǎng)景,大多數(shù)選擇A00級(jí)車型的用戶都是成本敏感型,鈉離子電池的低成本可以很好滿足這部分用戶的需求。
數(shù)據(jù)顯示,2021年中國(guó)A00級(jí)電動(dòng)車的銷量為89.02萬輛,新能源車的滲透率為27.04%,2022年1-11月的A00級(jí)電動(dòng)車銷量為125萬輛,但新能源車滲透率下降至21.77%,主要是由于鋰電池價(jià)格上漲,倒逼新能源汽車價(jià)格上調(diào),讓滲透率下降。而鈉離子電池的加入,有望讓滲透率繼續(xù)上升。
不過想要實(shí)現(xiàn)低價(jià)的鈉離子電池,目前還比較困難。一方面在于鈉離子電池所需的正極、負(fù)極和電解液均未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),導(dǎo)致成本較高且產(chǎn)品性能、價(jià)格差異較大。
據(jù)國(guó)聯(lián)證券數(shù)據(jù)顯示,目前層狀氧化物正極為8萬元/噸,硬碳負(fù)極8.5萬元/噸,電解液15萬元/噸,測(cè)算得出鈉離子電池BOM成本約為0.67元/Wh,基本與磷酸鐵鋰電池相當(dāng)。
從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來看,鈉離子電池仍處于發(fā)展初期階段,還未建立起和鋰離子電池一樣成熟的上下游產(chǎn)業(yè)鏈體系,即便是如寧德時(shí)代、維科技術(shù)、孚能科技等企業(yè),雖然明確了產(chǎn)能規(guī)劃,但也是出于量產(chǎn)布局的初期,其他企業(yè)更是處于測(cè)試階段。
因此,鈉離子電池最具優(yōu)勢(shì)的成本上,目前體現(xiàn)并不明顯,甚至由于上下游還未成熟,導(dǎo)致生產(chǎn)成本要更高。據(jù)中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)吳輝透露,鈉電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將在2025年之后,業(yè)內(nèi)多位專家預(yù)測(cè),鈉電池產(chǎn)業(yè)化過程最低也需要兩年左右,甚至三至五年,屆時(shí)鈉電池成本才會(huì)真正低于鋰電池。
寫在最后
思皓新能源與中科海鈉此次所推出的行業(yè)首臺(tái)鈉離子電池試驗(yàn)車,預(yù)示著鈉離子電動(dòng)車從“0”到“1”的開始。不過由于鈉離子的成本低、安全性高、充電快、能量密度低等特點(diǎn),讓其應(yīng)用場(chǎng)景局限在500公里續(xù)航業(yè)內(nèi)的電動(dòng)車、儲(chǔ)能電池及IDC備用電源等場(chǎng)景。
這也說明,鈉離子電池并非是用來取代鋰離子電池,而是兩者相互補(bǔ)充。鋰離子電池主要用于長(zhǎng)續(xù)航領(lǐng)域,價(jià)格更貴,而鈉離子則注重于短距離運(yùn)輸,比如城市代步車,價(jià)格也更便宜。
當(dāng)然,由于鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟,成本優(yōu)勢(shì)目前無法體現(xiàn),想要實(shí)現(xiàn)可能需要等到2025年以后?;蛟S在那時(shí),我們就能夠開上價(jià)值僅萬元的電動(dòng)汽車出行。
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