鈉電池的紅與黑：兩款車型有望量產(chǎn)，成本優(yōu)勢(shì)仍需規(guī)模效應(yīng)加持
時(shí)間:2023-06-28 10:57來(lái)源:電科技 作者:袁創(chuàng)
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工信部公布第372批《道路機(jī)動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》（以下簡(jiǎn)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(shí)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(guān)車型后續(xù)能獲批生產(chǎn)。不過(guò)，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(tuán)新能源EV3等車型，多為微型電動(dòng)車。
這是因?yàn)殁c離子電池雖因自身優(yōu)勢(shì)，被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是未來(lái)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(yīng)，優(yōu)勢(shì)發(fā)揮空間有限，依舊面臨不小挑戰(zhàn)。
寧德時(shí)代和孚能科技蓄謀已久
實(shí)際上，2021年7月，寧德時(shí)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(dá)到了160Wh/kg。
相關(guān)材料顯示，寧德時(shí)代第一代鈉離子電池常溫下充電15分鐘，電量可達(dá)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(shí)，熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
彼時(shí)，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群介紹稱，寧德時(shí)代構(gòu)建了高通量材料集成計(jì)算平臺(tái)，在原子級(jí)別對(duì)材料進(jìn)行模擬計(jì)算和設(shè)計(jì)仿真，憑借對(duì)原理的深刻理解，借助先進(jìn)的算法和強(qiáng)大的算力，尋找各種材料基因的結(jié)合點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出更適合鈉離子電池的各類材料，推動(dòng)其進(jìn)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(biāo)是200Wh/kg以上。
孚能科技
同時(shí)，寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森博士透露，寧德時(shí)代已啟動(dòng)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(shí)代和孚能科技都抓緊布局相關(guān)合作。2022年底，寧德時(shí)代與奇瑞集團(tuán)簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，雙方將利用各自優(yōu)勢(shì)資源，共同開(kāi)拓國(guó)內(nèi)外新能源汽車市場(chǎng)。幾乎同時(shí)，孚能科技收到江鈴集團(tuán)通知，同意就EV3車型開(kāi)展鈉離子電池前期適配性預(yù)研工作，應(yīng)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(tuán)EV3車型電池定點(diǎn)函，將向孚能科技采購(gòu)鈉離子電池包總成，并要求公司在上半年啟動(dòng)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(gè)月后，4月16日，寧德時(shí)代也傳出與奇瑞汽車合作的最新進(jìn)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(dòng)力類型、全材料體系的全應(yīng)用場(chǎng)景，具備高適配性、高安全性和性價(jià)比。寧德時(shí)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(shì)，與鋰離子電池互為補(bǔ)充，將成為主流市場(chǎng)上的高性價(jià)比選擇。
如今，寧德時(shí)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(shí)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(guān)注，與其充電快、成本低和儲(chǔ)能豐富的先天優(yōu)勢(shì)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(chǔ)量更豐富，價(jià)格更低廉。由于鈉離子比鋰離子更大，所以當(dāng)對(duì)重量和能量密度要求不高時(shí)，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(chǔ)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(shí)，鈉離子不與鋁形成合金，負(fù)極可采用鋁箔作為集流體，可以進(jìn)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?zé)o過(guò)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(dá)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(bǔ)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(guó)鋰資源70%依賴進(jìn)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(dāng)于磷酸鐵鋰電芯材料成本的70%，具有成本優(yōu)勢(shì)。
不過(guò)，成本優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮需要找到合適的應(yīng)用空間，否則無(wú)法大規(guī)模量產(chǎn)便無(wú)法將其優(yōu)勢(shì)由理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。
碳酸鋰價(jià)格
作為鋰電池主要原材料的碳酸鋰，近年價(jià)格一直存在波動(dòng)。2022年，碳酸鋰在動(dòng)力電池總成本中占比為20%至30%，碳酸鋰價(jià)格上漲，直接推動(dòng)動(dòng)力電池生產(chǎn)成本飆升，電池級(jí)碳酸鋰的價(jià)格一度高達(dá)60萬(wàn)元/噸。然而，進(jìn)入2023年，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格一路下跌，4月份最低跌破20萬(wàn)元/噸的關(guān)口。
盡管近期價(jià)格有所回彈約為32萬(wàn)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(shì)。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(lái)看，2021年鈉離子電池實(shí)際生產(chǎn)成本約0.7元/Wh，甚至高于1元/Wh；當(dāng)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(dāng)碳酸鋰價(jià)格漲到50萬(wàn)元/噸時(shí)，相應(yīng)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(rèn)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(shì)并未體現(xiàn)，而鈉離子電池發(fā)揮成本優(yōu)勢(shì)的前提是實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。
此外，鈉離子電池在能量密度方面也遠(yuǎn)遜于鋰離子電池，目前三元鋰電池的能量密度能達(dá)到300Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能達(dá)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(dá)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(bǔ)
從目前的車企的布局來(lái)看，鈉離子電池在電動(dòng)汽車市場(chǎng)應(yīng)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(chǎng)。
這是因?yàn)槲⑿蛙囈话阈旭偩嚯x有限，電池包帶電量不大，微型車對(duì)于智能化要求比較低，對(duì)于電池的能量密度沒(méi)有過(guò)高要求，因此比較適合鈉電池。頭豹研究院在最新報(bào)告中也指出，鈉離子電池將在A00級(jí)電動(dòng)車市場(chǎng)中部分取代鋰離子電池。
據(jù)悉，A00級(jí)電動(dòng)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(jià)比的車型，其客戶群體對(duì)于價(jià)格敏感度較高，預(yù)計(jì)2027年A00級(jí)電動(dòng)車的鈉離子電池市場(chǎng)規(guī)模達(dá)46.5億元。
根據(jù)《中國(guó)鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(shū)（2023年）》預(yù)測(cè)，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(shí)際出貨量將達(dá)到347.0GWh。
目前，國(guó)內(nèi)布局鈉離子電池的企業(yè)超過(guò)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(shù)型企業(yè)，另一類是以寧德時(shí)代、欣旺達(dá)、億緯鋰能等為代表的鋰電巨頭企業(yè)。
不過(guò)，從目前布局現(xiàn)狀來(lái)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(shí)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(duì)外表示，寧德時(shí)代通過(guò)AB電池系統(tǒng)集成技術(shù)，實(shí)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(yīng)用有望擴(kuò)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(bǔ)充品，而非替代物，在動(dòng)力領(lǐng)域主要應(yīng)用于兩輪車和電動(dòng)汽車，為細(xì)分需求而存在。
從全球市場(chǎng)來(lái)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(guān)電池產(chǎn)品，并分別在電源基站儲(chǔ)能、電動(dòng)自行車、數(shù)據(jù)中心與低能耗工業(yè)叉車等部分領(lǐng)域得到小規(guī)模示范應(yīng)用。
據(jù)英國(guó)調(diào)查公司IDTechEx公布調(diào)查報(bào)告顯示，鈉離子電池市場(chǎng)規(guī)模有望在2033年之前急速擴(kuò)大至超過(guò)110億美元的規(guī)模，2025年全球鈉離子電池需求預(yù)估為1000萬(wàn)KWh，2033年預(yù)估將飆增至7倍、達(dá)近7000萬(wàn)KWh的規(guī)模。
盡管全球市場(chǎng)鈉離子電池需求飆升，但仍有很多難關(guān)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(bǔ)中前行。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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鈉電池
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