鈉電池的紅與黑：兩款車型有望量產(chǎn)，成本優(yōu)勢仍需規(guī)模效應加持

時間:2023-06-28 10:57來源:電科技 作者:袁創(chuàng)
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       2023年被認為是鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的元年，近日兩款搭載鈉離子電池的車型有望量產(chǎn)。
 
       工信部公布第372批《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》（以下簡稱“產(chǎn)品公告”）顯示，其中包括兩款搭載鈉離子電池的車型，分別為江鈴汽車與孚能科技共同合作的車型——羿馳牌玉兔；另一款是奇瑞汽車與寧德時代合作的車型——奇瑞QQ冰淇淋。
奇瑞鈉電池
 
       登上該產(chǎn)品公告，意味著相關車型后續(xù)能獲批生產(chǎn)。不過，目前官宣配套鈉離子電池的車型仍有限，包括奇瑞iCAR03、思皓花仙子、江鈴集團新能源EV3等車型，多為微型電動車。
 
       這是因為鈉離子電池雖因自身優(yōu)勢，被業(yè)內(nèi)認為是未來新能源電池的重要產(chǎn)品之一，但由于尚未形成規(guī)模效應，優(yōu)勢發(fā)揮空間有限，依舊面臨不小挑戰(zhàn)。
 
寧德時代和孚能科技蓄謀已久
 
       實際上，2021年7月，寧德時代便率先發(fā)布了第一代鈉離子電池，電芯單體能量密度達到了160Wh/kg。
 
       相關材料顯示，寧德時代第一代鈉離子電池常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上；而在-20°C低溫環(huán)境中，擁有90%以上的放電保持率。同時，熱穩(wěn)定性遠超國家強標的安全要求。
 
       彼時，寧德時代董事長曾毓群介紹稱，寧德時代構建了高通量材料集成計算平臺，在原子級別對材料進行模擬計算和設計仿真，憑借對原理的深刻理解，借助先進的算法和強大的算力，尋找各種材料基因的結合點，開發(fā)出更適合鈉離子電池的各類材料，推動其進入產(chǎn)業(yè)化的快速通道，并不斷迭代。下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標是200Wh/kg以上。
孚能科技
 
       同時，寧德時代研究院副院長黃起森博士透露，寧德時代已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。
 
       2022年寧德時代和孚能科技都抓緊布局相關合作。2022年底，寧德時代與奇瑞集團簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方將利用各自優(yōu)勢資源，共同開拓國內(nèi)外新能源汽車市場。幾乎同時，孚能科技收到江鈴集團通知，同意就EV3車型開展鈉離子電池前期適配性預研工作，應用鈉離子電池的EV3車型將于2023年上市銷售。
 
       2023年2月28日，孚能科技公告披露，公司已收到江鈴集團EV3車型電池定點函，將向孚能科技采購鈉離子電池包總成，并要求公司在上半年啟動電池量產(chǎn)。孚能科技表示，鈉離子電池為新投產(chǎn)的產(chǎn)品路線，公司已將贛州工廠部分三元電池產(chǎn)能改造為鈉離子電池產(chǎn)能，具備量產(chǎn)條件。
 
       大約兩個月后，4月16日，寧德時代也傳出與奇瑞汽車合作的最新進展。鈉離子電池首發(fā)落地奇瑞車型，將打造電池聯(lián)合品牌ENER-Q。新品牌將覆蓋全動力類型、全材料體系的全應用場景，具備高適配性、高安全性和性價比。寧德時代方面表示，鈉離子電池突破資源瓶頸，具備優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢，與鋰離子電池互為補充，將成為主流市場上的高性價比選擇。
 
       如今，寧德時代和孚能科技都拿到了車輛生產(chǎn)許可證，有望成為率先實現(xiàn)鈉離子電池量產(chǎn)裝車的電池公司，具有代表性意義。
 
鈉離子電池的紅與黑
 
       鈉離子電池之所以廣受關注，與其充電快、成本低和儲能豐富的先天優(yōu)勢密不可分。
 
       據(jù)介紹，鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言儲量更豐富，價格更低廉。由于鈉離子比鋰離子更大，所以當對重量和能量密度要求不高時，鈉離子電池是一種劃算的替代品。
 
       成本方面，與鋰離子電池相比，鈉鹽原材料儲量豐富，采用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料，原料成本降低一半。同時，鈉離子不與鋁形成合金，負極可采用鋁箔作為集流體，可以進一步降低成本8%左右，降低重量10%左右。
 
       充電方面，由于鈉離子電池無過放電特性，允許鈉離子電池放電到零伏。常溫下充電15分鐘便可充滿80%的電量，而在-20°C的低溫環(huán)境中，放電保持率能達到90%以上，在快充性能和低溫性能上要優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，能一定程度緩解現(xiàn)階段新能源汽車的補能焦慮和冬季用車焦慮。
 
       中科院物理所副研究員陸雅翔曾指出，我國鋰資源70%依賴進口，鈉離子電池所需的資源豐富、原料更易得，其電芯材料成本大約相當于磷酸鐵鋰電芯材料成本的70%，具有成本優(yōu)勢。
 
       不過，成本優(yōu)勢的發(fā)揮需要找到合適的應用空間，否則無法大規(guī)模量產(chǎn)便無法將其優(yōu)勢由理論轉化為實踐。
碳酸鋰價格
 
       作為鋰電池主要原材料的碳酸鋰，近年價格一直存在波動。2022年，碳酸鋰在動力電池總成本中占比為20%至30%，碳酸鋰價格上漲，直接推動動力電池生產(chǎn)成本飆升，電池級碳酸鋰的價格一度高達60萬元/噸。然而，進入2023年，電池級碳酸鋰價格一路下跌，4月份最低跌破20萬元/噸的關口。
 
       盡管近期價格有所回彈約為32萬元/噸，但整體回收規(guī)模較小，依舊在一定程度上沖擊了鈉離子電池的成本優(yōu)勢。由于目前整體產(chǎn)量較小，鈉離子電池生產(chǎn)成本還是要高于鋰離子電池的。
 
       從成本來看，2021年鈉離子電池實際生產(chǎn)成本約0.7元/Wh，甚至高于1元/Wh；當前行業(yè)磷酸鐵鋰電池平均成本約0.51元/Wh左右，三元鋰電池的成本約為0.64元/Wh左右，當碳酸鋰價格漲到50萬元/噸時，相應的磷酸鐵鋰電池和三元電池的成本都接近1元/Wh。
 
       業(yè)內(nèi)普遍認為，目前鈉離子電池尚處于產(chǎn)業(yè)化的前期，雖然理論上成本低，但目前成本優(yōu)勢并未體現(xiàn)，而鈉離子電池發(fā)揮成本優(yōu)勢的前提是實現(xiàn)規(guī)模效應。
 
       此外，鈉離子電池在能量密度方面也遠遜于鋰離子電池，目前三元鋰電池的能量密度能達到300Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能達到180Wh/kg左右，而鈉電池能量密度目前普遍在90-140Wh/kg之間；在循環(huán)壽命方面，鋰離子電池可達到3000+次，而鈉離子電池為2000+次，僅優(yōu)于鉛酸電池。
 
微型車成主攻方向，與鋰電池互補
 
       從目前的車企的布局來看，鈉離子電池在電動汽車市場應該是主攻微型車，并有望在2025年以后逐漸搶占鋰電池占據(jù)的部分市場。
 
       這是因為微型車一般行駛距離有限，電池包帶電量不大，微型車對于智能化要求比較低，對于電池的能量密度沒有過高要求，因此比較適合鈉電池。頭豹研究院在最新報告中也指出，鈉離子電池將在A00級電動車市場中部分取代鋰離子電池。
 
       據(jù)悉，A00級電動車是續(xù)航里程較短和電池能量密度要求較低的極具性價比的車型，其客戶群體對于價格敏感度較高，預計2027年A00級電動車的鈉離子電池市場規(guī)模達46.5億元。
 
       根據(jù)《中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書（2023年）》預測，到2023年年底全行業(yè)將形成13.5GWh的鈉離子電池專用量產(chǎn)線產(chǎn)能，到2030年鈉離子電池的實際出貨量將達到347.0GWh。
 
       目前，國內(nèi)布局鈉離子電池的企業(yè)超過百家，大致可以分為兩類，一類是以中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源為代表的專注于鈉離子電池研發(fā)與生產(chǎn)的高新技術型企業(yè)，另一類是以寧德時代、欣旺達、億緯鋰能等為代表的鋰電巨頭企業(yè)。
 
       不過，從目前布局現(xiàn)狀來看，采用鈉鋰混裝方案依舊是不少企業(yè)的首選。例如，寧德時代鈉離子電池將搭載于奇瑞汽車新能源品牌iCAR的首款新車，便采用鈉離子電池和鋰離子電池混裝方案；比亞迪的鈉離子電池搭載車型為海洋生物系的海鷗，也將率先采用鈉離子和鐵鋰電池混裝的方案。
 
       黃起森曾對外表示，寧德時代通過AB電池系統(tǒng)集成技術，實現(xiàn)鈉鋰混搭，能夠提高電池系統(tǒng)的能量密度，使鈉離子電池的應用有望擴展到500公里續(xù)航車型。
 
       由于還有大規(guī)模量產(chǎn)之路要走且擁有固有缺陷，鈉離子電池只能是作為鋰電池的補充品，而非替代物，在動力領域主要應用于兩輪車和電動汽車，為細分需求而存在。
 
       從全球市場來看，其發(fā)展也處于產(chǎn)業(yè)化初期階段。據(jù)悉，目前全球共有二十幾家鈉離子電池企業(yè)已初步研發(fā)出相關電池產(chǎn)品，并分別在電源基站儲能、電動自行車、數(shù)據(jù)中心與低能耗工業(yè)叉車等部分領域得到小規(guī)模示范應用。
 
       據(jù)英國調(diào)查公司IDTechEx公布調(diào)查報告顯示，鈉離子電池市場規(guī)模有望在2033年之前急速擴大至超過110億美元的規(guī)模，2025年全球鈉離子電池需求預估為1000萬KWh，2033年預估將飆增至7倍、達近7000萬KWh的規(guī)模。
 
       盡管全球市場鈉離子電池需求飆升，但仍有很多難關需要攻克，產(chǎn)業(yè)鏈配套尚未成熟，從0到1的跨越需要在與鋰電池的互補中前行。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 鈉電池
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