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取长补短的“钠”,宁德时代的“能量魔方”

2021-07-30 浏览:1389 评论:0

锂电一哥没有成为锂电一鸽,终于带钠而来。

今年五月底,宁德时代董事长曾毓群在股东大会上提到,将在七月份发布钠离子电池,这也让钠离子电池在当时的电池圈和投资圈大火一把。在此之后,关于钠离子电池,宁德时代便没有了动静。

就当外界皆认为曾老板是在画饼时,7月29日15点30分,宁德时代正式召开第一代钠离子电池发布会,算是抓住了七月的尾巴。而仅用时十分钟的高效发布会如同这家企业一样,扑面而来的是耿直的攻城狮文化,诠释了什么是字少事大。

https://cools.qctt.cn/1627634403966.jpeg?imageMogr2/size-limit/1024k!钠离子电池,何以独步武林?

1.能量密度

首先,本次宁德时代发布的钠离子电池能量密度可以达到160Wh/kg,是目前全世界的最高水平,超出此前的市场预期。横向比较来看,目前行业内的磷酸铁锂电池能量密度约在120-180Wh/kg之间,三元电池约为240Wh/kg,即便只是初代产品,宁德时代钠离子电池能量密度在现阶段也有一定看头。

值得注意的是,宁德时代表示下一代钠离子电池的能量密度将突破200Wh/kg,长远角度出发,钠离子电池取代磷酸铁锂电池或走向主流位置未必没有可能。

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2.快充&低温性能

另外,钠离子电池在快充以及低温性能方面表现不俗,常温下充电15分钟便可充满80%的电量,而在-20°C的低温环境中,放电保持率也能达到90%以上,在快充性能和低温性能上要优于磷酸铁锂电池,能一定程度缓解现阶段新能源汽车的补能焦虑和冬季用车焦虑。

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3.安全性能

即便是与一向主打安全的磷酸铁锂电池相比,钠离子电池也丝毫不输。得益于钠离子良好的热稳定性,钠离子电池能在针刺、挤压、过充、过放等安全项目测试中均做到不起火、不爆炸;在运输环节上,钠离子电池可以实现0V运输,从而降低了电池运输的安全风险。

锂离子电池采用的是铜箔作负极集流体,在低电压时铜箔很容易氧化,会导致电池性能衰减或者电池失效。所以锂离子电池在运输之前,通常要将电量充到80%以上。高电量电池相比低电量电池,往往意味着运输风险更高。

钠离子电池使用的是稳定性更好的铝箔做负极集流体,并不用担心低电压导致的电池性能衰减及失效问题,可以在运输前将电量完全放空,保障运输安全。而且如此优异的安全性能,用在储能上也非常合适。

4.系统集成度

钠离子电池的优势还体现在集成效率上,可达80%以上,比磷酸铁锂电池的集成效率表现更优异。换句话说,钠离子电池包的能量密度可以做到128Wh/kg以上,该水平的电池包能量密度表现,也足以满足一些中低端的电动汽车要求。

以五菱宏光MINI EV为例,96Ah版车型电池系统能量密度为100Wh/kg,144Ah版车型为110Wh/kg,这么一来,第一代钠离子电池包的能量密度已全面超越。

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5.AB电池

真正的大招要属本次亮相的AB电池,它可以在短期内弥补钠离子电池的短板,将电池包的能效发挥至最大。

一般而言,传统电池包都是由相同材料体系的电芯组成,AB电池则是把A体系和B体系的电池进行混搭,集成而来的电池包。借此,AB电池包能够取长补短,针对不同材料体系电池的性能和特性,将电池包的优势最大化发挥。

宁德时代的做法是将钠离子电池与锂离子电池进行混搭集成,其可借助锂离子电池的高能量密度提升电池整包的能量密度,同时还能充分发挥钠离子电池的快充和低温性能的优势。

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站在更大维度上,钠离子电池还将为未来注入更多可能。

1、资源优势

在此之前,陈立泉院士在中国电动汽车百人会上表示:全世界的电能都用锂离子电池储存,根本不够,钠离子电池是新电池首选,锂、钴、镍本身的储量就是有限的,不一定足以支撑锂电行业顺利迈向TWh时代。

作为锂电大国,当前我国自有的钴镍矿根本无法满足消费需求,矿石需要大量进口,资源安全很难得到保障。

反观钠离子电池所需的矿产资源储量则相当阔绰,据悉,钠的地壳丰度达到2.74%,约为锂元素的400多倍,而且资源分布广泛,例如有海水的地方就有氯化钠。

另外,由于钠离子电池正极并不需要用钴、镍这类稀有贵金属,所以并不会出现锂离子电池资源受限的情况。

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2、成本优势

尤其随着电动汽车、储能等行业对锂电池需求的猛增,锂资源愈发紧张,这一点直观反映在锂价上。

要知道,去年电池级碳酸锂最低价格不到4万元/吨,今年则涨到8-9万元/吨。相较之下,钠盐比锂盐价格更低,且钠离子电池不用钴、镍这些稀有贵金属,能用比铜箔更便宜的铝箔做集流体,材料成本预计将比锂离子电池低30-40%。

更关键的是,由于钠离子电池与锂离子电池具备类似的工作原理和电池结构,现有的锂电池产线稍作调整便能用于生产钠离子电池,尤其对于像宁德时代这种航母级的锂电企业,能节省不少设备升级的资金。

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对于宁德时代而言,也迫切希望借钠开辟出新赛道,重塑自己的江湖地位。

当前国内锂电池赛道竞争愈发激烈,宁德时代身后除了比亚迪、中航锂电这样的实力对手,国轩高科、孚能科技等诸多新秀也在逐渐崛起。与此同时,韩国三星、LG,日本松下等国外动力电池厂商在保护期过后正卷土重来。

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尽管宁德时代在锂电池行业独占鳌头,但也并非高枕无忧,这一点,尤其体现在汽车客户的争夺上。

自2019年以来,中航锂电便取代宁德时代成为广汽乘用车动力电池的最大供应商,另外,中航锂电还正与一汽、上汽、长城、大众等车企进入技术开发阶段;就在7月中旬,长春市政府、中国一汽集团还与比亚迪共同签署新能源动力电池投资合作协议,这些都在挤占宁德时代的扩张版图。

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此外,近期磷酸铁锂电池的强势崛起,也让宁德时代不得不加快新技术路线的量产节奏。

在国内纯电汽车市场上,主流产品搭载的电池类型主要有三元锂和磷酸铁锂电池两种。其中,宁德时代以三元锂电池为主,比亚迪则主推磷酸铁锂路线。此前受益于补贴政策的因素,三元锂电池曾获得较大优势。

不过随着锂价上涨以及比亚迪刀片电池的成功,三元锂电池的装机量正呈现下降趋势。数据显示,2019年,三元锂电池占国内动力电池装机量的65.2%,2020年比例降至61.1%,2021年1-5月累计占比再创新低,降至58.5%。

而在今年4月,曾毓群曾公开表示,随着充电桩的愈发普及以及未来纯电汽车对续航里程需求的降低,磷酸铁锂电池增长速度会非常快,三元锂电池的占比会逐步减少,而一些需要长续航的高端车依然会需要高能量密度的三元锂。

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虽然在锂电池赛道上,宁德时代两头都做,雨露均沾,但在磷酸铁锂电池领域,市场显然更认可比亚迪,所以宁德时代急需找到新的突破口,即钠离子电池,以便筑起新的护城河拱卫自己锂电一哥的地位。

只不过,市场买不买单,曾老板的赌注压得对不对都有待时间检验,但可以肯定的是,在技术、市场、资本等多重因素的压力之下,宁德时代计划在2023年基本形成钠离子电池产业链确是实打实的存在,重塑未来10年电池能源市场的版图,或许才是宁德时代最想要做的事。

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声明:本文由太平洋号作者撰写,观点仅代表个人,不代表太平洋汽车。文中部分图片来自于网络,感谢原作者。
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