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鈉離子電池上車(chē)!生產(chǎn)成本比鋰電池低

2024-01-18
來(lái)源:IT時(shí)報(bào)
關(guān)鍵詞: 鈉離子電池 鋰電池 新能源

新年伊始,新能源電池行業(yè)有了新動(dòng)作。

1月4日,比亞迪徐州鈉電池項(xiàng)目開(kāi)工;1月5日,江淮釔為全球首款鈉離子電池(簡(jiǎn)稱(chēng)鈉電池)量產(chǎn)車(chē)正式交付;1月6日,寧德時(shí)代申請(qǐng)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;欣旺達(dá)創(chuàng)始人王明旺表示,2024年第三季度將投入鈉電池量產(chǎn)……

從計(jì)劃測(cè)試到量產(chǎn)上車(chē),鈉離子電池發(fā)展十分迅速。鈉電池之所以能站在聚光燈下,與此前居高不下的鋰價(jià)格有關(guān),2023年開(kāi)始,鋰價(jià)格“跌下神壇”一路走低。

分析人士認(rèn)為,想要從Plan B成為鋰電池的替代者,鈉電池的能力尚且不足,長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,低續(xù)航的微型車(chē)或許才是它的主要進(jìn)軍方向。

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01 耐熱耐寒 消解“電池焦慮”

冬天是新能源車(chē)主最為苦惱的季節(jié)。一位北京極氪車(chē)主向《IT時(shí)報(bào)》記者吐槽,續(xù)航理論最高732公里,但現(xiàn)在實(shí)際只能續(xù)航500多公里。另一位呼和浩特的新能源出租車(chē)馬師傅則表示,才跑了一小時(shí),原本430公里的續(xù)航便只剩下200公里,一天要跑4次充電站。

極端氣溫下非正常掉電,是鋰電池作為動(dòng)能的最大弊端,此前有研究表明,因?yàn)檐?chē)主駕駛習(xí)慣、氣溫、路況等情況不同,鋰電池的續(xù)航都有不同程度縮水。冬季零下環(huán)境中,三元鋰電池普遍縮水25%左右,磷酸鐵鋰電池更是縮水30%左右。

相比之下,鈉離子電池對(duì)高低溫的適應(yīng)性要好很多。中國(guó)科學(xué)院物理研究所曾對(duì)鈉離子電池做過(guò)實(shí)驗(yàn),80℃高溫中循環(huán)充放電900次,鈉電池的電量保持率能達(dá)到80%;在零下20℃的低溫環(huán)境中,鈉電池也能具備90%以上的電量保持率。


另外,鈉離子電池的工作原理與鋰電池極為相似,都是由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜等部件組成。當(dāng)電池充電時(shí),鈉離子便會(huì)從正極出發(fā),穿過(guò)中間的電解質(zhì),最終嵌入負(fù)極材料中;放電過(guò)程則是從負(fù)極進(jìn)入正極,電子在其中循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)電池的循環(huán)利用。

這一原理也為鈉電池的生產(chǎn)創(chuàng)造便捷。某新能源汽車(chē)生產(chǎn)人員蔣峰(化名)告訴《IT時(shí)報(bào)》記者,由于鋰電池與鈉電池工作原理比較相似,在生產(chǎn)環(huán)節(jié),用現(xiàn)有的鋰電池制造設(shè)備完全可以制造出鈉電池,生產(chǎn)材料和電芯制造技術(shù)也已經(jīng)十分成熟。部件制造方面,鋰電池里的集流體只能使用銅箔,才不會(huì)在使用過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而鈉離子的穩(wěn)定性則可以使用更為便宜且量大的鋁箔。

原料成本低廉也是鈉電池的優(yōu)勢(shì)所在。我國(guó)作為新能源汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó),對(duì)鋰資源需求旺盛,但全球鋰資源絕大部分集中在南美和澳大利亞,因此70%的鋰礦資源都需要從國(guó)外進(jìn)口,無(wú)形中增加了成本。而鈉資源在元素周期表中占據(jù)第六位,在地殼中儲(chǔ)量占比達(dá)到2.74%,是鋰資源的420倍。

蔣峰告訴記者,一塊三元鋰電池成本為700~900元/kwh左右,百公里續(xù)航大概需要15kwh,最低成本為10500元左右。若使用鈉電池,其價(jià)格成本大約在300~500元/kwh,生產(chǎn)成本大約會(huì)下降40%。

低成本、高安全、高性能等特性,使鈉電池成為電池廠商爭(zhēng)相入局的Plan B。

《中國(guó)鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)》分析,鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈將在2023年和2024年完成客戶產(chǎn)品驗(yàn)證、良品率提升、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)培養(yǎng)以及示范項(xiàng)目推廣,預(yù)計(jì)將在2025年真正體現(xiàn)鈉離子電池的成本優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)真正經(jīng)濟(jì)學(xué)意義上的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

02 成本優(yōu)勢(shì)縮小 “抗鋰”仍有難度

然而,面對(duì)不斷下跌的鋰價(jià),鈉電池成本低的優(yōu)勢(shì)不再明顯。

1月9日,上海鋼聯(lián)數(shù)據(jù)顯示,電池級(jí)碳酸鋰現(xiàn)貨均價(jià)下跌1000元/噸,報(bào)9.8萬(wàn)元,跌破10萬(wàn)元關(guān)口,其他平臺(tái)報(bào)價(jià)也均已跌破了10萬(wàn)元,而上一次出現(xiàn)這樣的價(jià)格還是在2021年。

上海鋼聯(lián)新能源事業(yè)部鋰業(yè)分析師李攀此前對(duì)媒體表示,鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈中,盈利主要集中在下游的電池制造環(huán)節(jié)和上游的鋰資源開(kāi)采環(huán)節(jié),具體占比取決于市場(chǎng)和公司的具體情況。他預(yù)測(cè),2024年國(guó)內(nèi)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格月度均價(jià)預(yù)計(jì)維持在7萬(wàn)~9萬(wàn)元/噸的區(qū)間范圍,這意味著,當(dāng)前鋰價(jià)還有繼續(xù)下跌的可能。

此外,想要成功上車(chē),鈉電池還面臨一個(gè)“致命”缺陷——能量密度不足。目前,磷酸鐵鋰電池能量密度能達(dá)到140~180wh/kg,而鈉電池只能達(dá)到120~140wh/kg,如果將鋰離子比作乒乓球,那鈉離子就是足球,想要跑同等距離,車(chē)輛需要為電池預(yù)留更大的體積。


因此,這次中科海鈉與江淮釔為聯(lián)合推出的鈉電池新能源車(chē),續(xù)航里程僅有252公里。與蔚小理等推出的1000公里續(xù)航完全不是同一量級(jí)。

真鋰研究創(chuàng)始人墨柯曾公開(kāi)表示,微型電動(dòng)車(chē)未來(lái)將會(huì)是鈉電池的天下,因?yàn)槲⑿图冸娦履茉匆猿鞘写綖橹?,電池包不需要太大,能力密度需求成本較低的鈉電池便可以勝任。

另外,大型公交車(chē)和物流車(chē)因?yàn)轶w積較大、運(yùn)行線路固定、行駛距離較短,對(duì)電池能量密度的需求不會(huì)太高,對(duì)鈉電池來(lái)說(shuō),也是不錯(cuò)的使用場(chǎng)景。目前,國(guó)內(nèi)電動(dòng)公交車(chē)一般采用鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鈉離子電池和氫燃料電池5類(lèi),鈉電池雖未成為首選,但憑借鈉電池優(yōu)異的低溫能效、循環(huán)性能、安全等特性,競(jìng)爭(zhēng)力十足。

未來(lái),隨著鈉電池逐步成熟,能量密度更低的鉛酸電池很可能將退出市場(chǎng)。

不過(guò),面對(duì)鋰電池,鈉電池依舊不占優(yōu)勢(shì)。

上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授李林森認(rèn)為,鈉電池的成本若只比鋰電池稍低一點(diǎn),后續(xù)在下游推廣上會(huì)面臨諸多困難。江西新能源科技職業(yè)學(xué)院新能源汽車(chē)技術(shù)研究院院長(zhǎng)張翔同樣認(rèn)為,鈉離子電池續(xù)航較低,還難以普及,只可能是未來(lái)的選擇之一,不會(huì)對(duì)如今新能源汽車(chē)動(dòng)力格局造成影響。

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