鈉離子電池，下一站天后？
時間:2023-02-21 09:40來源: 來咖智庫 作者:金刀
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廣汽集團董事長曾慶洪在2022世界動力電池大會上公開表示道出了新能源車行業目前存在的真相，他指出“動力電池成本已經占到新能源汽車的40%~50%，甚至60%。除了特斯拉賺錢外，其他新能源整車廠基本上是虧損的，都沒有錢賺。”但國內首屈一指的新能源電池生產企業——寧德時代，其財報卻顯示雖然營收一直增長，毛利率卻處于下降狀態。究竟誰賺走了錢，又如何解決這個困境，一直是行業內熱門的話題。
01
鋰礦價格暴漲
上游供應“卡脖子”
我國雖然是大國，但鋰礦資源僅占全球7%，且因為種種原因開采難度大、成本高，因此鋰礦高度依賴進口。目前世界上鋰礦主要集中在智利、澳大利亞和阿根廷，根據2021年的數據上述三國鋰資源儲量占全球72%。
與此相對應的是我國電動車電池供應量巨大。根據券商數據顯示，2022年1—11月，全球電動汽車電池總裝車量為446GWh，同比增長74.7%。其中寧德時代和比亞迪合計占50.7%市場份額，中國廠商合計占60%以上市場份額。
7%的鋰礦資源與60%的市場份額形成了鮮明的反差，在鋰礦價格一路猛漲的情況下，更多利潤被上游資源供應拿走。舉例來說，2021年初鋰礦價格還徘徊在5萬/噸，2022年12月就已經超過56萬元/噸，漲幅超過1100%！且上述三國有意向成立類似石油輸出國類的組織，進一步協商和控制鋰礦價格，未來鋰礦的成本預計長期維持居高不下。
另一大隱患是供應鏈安全問題。熟悉新能源車發展歷史的朋友應該不陌生，新能源車一方面是彎道超車突破西方在燃油車方面的技術壁壘，另一方面則是降低全社會石油消耗總量，部分解決能源安全問題。現如今鋰礦仍然受制于人，難保部分國家在未來某些關鍵節點時游說各國對我國采取限制措施。綜上，尋找替代產品已經成為迫在眉睫的一件大事。
02
同族元素是否能解圍？
事實上早就有企業開始研究鋰電池的平替，他們把目光放在了鋰的同族元素——鈉的身上。作為和鋰同一主族的鈉，具有相似物理化學性質。鈉離子電池的工作原理是：充電時，Na+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極；放電時則相反。這一點上和鋰電池其實是相同的。
相比較鋰離子電池，鈉離子電池有很多優勢：
1)資源優勢。地殼中含有2.27%的鈉，使其成為地球上第七大最豐富的元素和第五大最豐富的金屬，僅次于鋁、鐵、鈣和鎂，領先于鉀。鈉分布于全球各地，完全不受資源和地域的限制，所以鈉離子電池相比鋰離子電池對我國來說更合適。
2)應用場景豐富。目前困擾新能源車主的一大問題是冬天掉電，這一點是因為目前主流的磷酸鐵鋰電池在低溫下的容量保持率不高。但鈉離子電池的工作溫度范圍在-40℃~80℃，目前商業化產品據說可以做到-20℃容量保持率 88%的水平。
3)安全度更高。搭載鋰電池的新能源車自燃的新聞相信不少人都看到過，鈉電池因為池熱失控溫度高于鋰離子電池，在過充、過放、短路、針刺等電芯安全測試中均未發生起火爆炸現象。
4)充電速度快。鈉離子電池常溫充電15min，電量可達80%以上，絕對是令車主心動的充電速度。
但是這么好的鈉離子電池當初沒有替代鋰離子電池？原來二者早期起步時間基本相同，但由于鋰離子電池核心技術突破后，二者在性能上產生了巨大的差距。簡單來說，鈉離子電池的能量密度較低，遠不如鋰離子電池。有數據表明，鈉離子電池的能量密度為160wh/kg，相較于磷酸鐵鋰電池 200~350Wh/kg差距明顯。對于動力要求比較高的中高端電池來說，顯然這個能量密度不夠。
03
鈉離子電池如何破局？
目前尋找鋰離子電池替代品的需求已迫在眉睫，鈉離子電池如果想要在實際應用中取代鋰離子電池，目前可取的辦法有以下兩種：
1.等待技術突破，先在A00級車普及
目前，寧德時代公布的鈉離子電池，下一代鈉離子電池能量密度將突破 200Wh／kg，已接近磷酸鐵鋰電池。隨著技術的發展，差距有望減小。但是鈉離子電池的發展之路存在諸多不確定因素，到底什么時間能搭載上新能源車誰也說不清楚。
目前相對確定的是，鈉離子電池無論能量密度還是循環壽命均高于鉛酸電池。完全可以先從電動自行車、備用電源等入手實現無鉛化。待整體標準化提高后，可以率先應用在A00級電動車，提高市場滲透率。如未來鈉離子電池技術有重大突破，則可以順勢應用在中高端電動車上。
2.與增程式電動車合作
目前從純油走向純電車的路上，存在著一些折中方案，其中存在插電式混動和增程式混動兩種技術路線。二者的區別簡單來說主要是搭載的內燃機是否直接驅動車輛。插電式混動內燃機可以驅動汽車，而增程式內燃機不能驅動汽車，只能給電池充電，體驗起來更像一臺純電車。
增程式因為是以純電車為設計加上了內燃機，所以有更大的電池存放空間，與鈉離子電池正好不謀而合。一方面雖然鈉離子電池雖然密度稍低但可以量取勝，另一方面鈉離子電池的快充性能也與增程式的工作原理相匹配。二者如果結合，將會大幅降低增程式新能源車的制造成本，從而反哺鈉離子電池的發展。
不過目前，以比亞迪、吉利等為首的插電式混動銷量正在高歌猛進，而搭載增程式的理想、問界、長安深藍等銷量則遠不如前者，未來鈉離子電池能否和增程式一起絕地反殺，還存在很多變數。
結語
目前，國內布局鈉電池領域的初創企業主要包括中科海鈉、眾鈉能源、鈉創能源等；傳統鋰電企業主要包括寧德時代、貝特瑞、杉杉股份、天賜材料、多氟多、翔豐華、鵬輝能源等。雖然鈉離子電池的產業發展還處于早期階段，但隨著大量上市公司加入進來，鈉離子電池產業將加速發展。
此外，去年八月工信部印發《關于推動能源電子產業發展的指導意見》中明確提到，要發展鈉離子電池等新型電池。其中鈉離子電池要聚焦電池的低成本和高安全性，開發高效模塊化系統集成技術，加快鈉離子電池技術突破和規模化應用。
可以說，鈉離子電池的發展已經萬事俱備，靜待花開。
(責任編輯：子蕊)
文章標簽：
鈉離子電池
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