導語:在鉛酸蓄電池、三元鋰電池、鎳鎘電池三種電池組中,以三元鋰電池組使用最為廣泛。不過現在,三元鋰電池組的地位似乎受到了鈉離子電池組的挑戰,難道鈉離子電池要扛起大旗了?
8月25日,工信部答復政協第十三屆全國委員會第四次會議第4815號(工交郵電類523號)提案稱,將組織有關標準研究機構適時開展鈉離子電池標準制定,并在標準立項、標準報批等環節予以支持。9月2日,中國鋰電池龍頭企業寧德時代發布了第一代鈉離子電池,瞬間引起行業內外注意。甚至有媒體評價,鈉離子電池組的出現,很有可能讓采用磷酸鐵鋰技術的刀片電池組落伍了。這不禁讓人想問,難道動力電池市場要進入鈉離子電池時代了么?
9月2日,中國鋰電池龍頭企業寧德時代發布了第一代鈉離子電池,瞬間引起行業內外注意
眾所周知,對新能源汽車而言,動力電池組是非常關鍵的部件,直接決定了車輛的續航里程表現和動力性能表現。同時目前動力電池組主要分為以下幾種:鉛酸蓄電池,可靠性好、原材料易得、價格便宜,比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求,但比能量低,所占的質量和體積太大;三元鋰電池組,作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池,重量輕、儲能大、無污染、無記憶效應、使用壽命長;鎳鎘電池,期購置成本雖高,但由于其在能量和使用壽命方面的優勢,因此其長期的實際使用成本并不高等等。這其中,三元鋰電池組最受市場青睞,但眼下其地位似乎受到了鈉離子電池組的挑戰。
優點多多,鈉離子電池組表現不簡單
實際上,從技術角度來看,鈉離子電池,新也不新。因為早在上世紀70年代末,關于鈉電與鋰電的研究,幾乎就同步展開了。不過由于鈉離子大且重,容易讓電極材料體積膨脹或者失活,因此能量密度低、循環壽命短,導致競爭力不如鋰離子電池組,因此研究也就停滯了。
好在隨著技術進步,鈉離子電池組逐步穩定,具備了一定量產條件,而且人們還發現,鈉離子電池組,確實有自己的獨到之處。
鈉離子電池組確實有自己的獨到之處
首先,比起儲量有限且十分集中的鋰,鈉儲量巨大,在全球分布均勻,隨處可得,這就會讓鈉離子電池組的成本降低不少。再者,從電化學角度,鈉離子電池充電效率高,低溫性能好。寧德時代的鈉離子電池,常溫下充電15分鐘就能達到80%,而鋰電池一般要30-45分鐘。此外,鈉離子電池組的熱穩定性相當不俗,在針刺、擠壓、過充、過放一系列測試中,不起火不爆炸;還能實現徹底放電,降低運輸中的安全風險。顯然,鈉離子電池組,確實給力。
鈉離子電池組的熱穩定性相當不俗,在針刺、擠壓、過充、過放一系列測試中,不起火不爆炸
優點是多,缺點也不少
需要指出的是,鈉離子電池組的優點的確很多,但是缺點也不少。比如說此次寧德時代推出的鈉離子電池組,單體電芯能量密度為160Wh/kg,從技術演進的角度,進步不小;但參照行業水平,只能算入門。除此之外,就循環壽命來說,目前磷酸鐵鋰電池的循環壽命已經達到了6000次,而鈉離子電池的循環壽命只能達到2000次,因此按照當前儲能要求10年以上,甚至更高要求達到20年儲能而言,鈉離子電池的壽命仍無法滿足。
此次寧德時代推出的鈉離子電池組,單體電芯能量密度為160Wh/kg,從技術演進的角度,進步不小;但參照行業水平,只能算入門
值得一提的是,寧德時代已經意識到鈉離子電池組的能量密度問題,并有積極的應對措施:寧德時代加強了鈉離子電池組的系統集成效率,可以達到80%,所以整套電池組的能量密度不會打太多折扣。同時按計劃,寧德時代的第二代鈉離子電池,能量密度將達到200Wh/kg,基本看齊鐵鋰電池組,還是值得期待的。
按計劃,寧德時代的第二代鈉離子電池,能量密度將達到200Wh/kg,基本看齊鐵鋰電池組,還是值得期待的
不止是動力電池組,寧德時代看得更遠
從能量密度來說,鈉離子電池組進入新能源汽車市場,可能剛開始得從龍套做起。但寧德時代可不僅著眼于動力電池組市場,要知道,還有儲能這一大片藍海。近些年,我國一直在強調低碳經濟;而跑通低碳經濟,能源結構肯定要變,可再生發電比例勢必提高,配套的儲能規模,未來十分可觀。如此一來,鈉離子電池的成本優勢和充放電特性,對儲能市場吸引力十足。
與此同時,我國也非常重視鈉離子電池組的發展,并提出了多項給力措施:《信息產業發展指南(2016—2020年)》中就明確指出,推動新型電池技術進步和創新升級,支持鈉離子電池、液流電池等新型電池產業發展。“十三五”期間,科技部通過國家重點研發計劃“智能電網技術與裝備”重點專項,對電池儲能相關技術進行了系統部署。其中,鈉基儲能電池技術作為重點支持方向之一,在“高安全長壽命和低成本鈉基儲能電池的基礎科學問題研究”等項目系列成果推動下進步顯著。
鈉離子電池的成本優勢和充放電特性,對儲能市場吸引力十足
需要指出的是,目前刀片電池組也不算落伍,對比鈉離子電池組,刀片電池組算是另一較為先進的電池方案。要知道,比亞迪研制的刀片電池組,最長可以達到2500mm,是傳統普通磷酸鐵鋰電池的10倍以上,可以極大提升電芯的成組效率。而且刀片電池組較普通的磷酸鐵鋰電池成本下降30%以上,散熱性能還很不錯。所以說,刀片電池組目前暫時不可能被鈉離子電池組取代,不過或將與鈉離子電池組保持長期共存。
目前刀片電池組也不算落伍,對比鈉離子電池組,刀片電池組算是另一較為先進的電池方案
點評:寧德時代發展鈉離子電池組,不僅順應當下市場發展潮流,也是對國家策略的積極響應。而且除了新能源汽車市場外,儲能市場對寧德時代鈉離子電池組而言,也將是一個潛力巨大的市場。不過,刀片電池的市場基礎也并非輕易可以撼動,站在潮頭上的寧德時代能否憑鈉離子電池強化自己行業老大的地位,需要市場給出答案。因為從某種角度上來說,只有時代的寧德,而不是寧德的時代,市場的選擇才是時代趨勢下的選擇。
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