宁德时代称正在开发第二代钠电池,性能已与磷酸铁锂电池接近,钠电池有哪些优势?会对行业带来哪些影响?
看到高票近乎一边倒的看衰钠电池,我说点不同意见吧:
我个人是很看好钠电池产业化的,我认为长期看钠电池对行业的影响很可能不亚于甚至超过磷酸铁锂在乘用车的复兴。
钠电池与电动汽车的相性,一条条说说吧。
倍率性能好;
简单来说就是充放电方便,做快充相对比较轻松。
别小看这一点,有少部分锂电池的潜在挑战者之所以还潜着,倍率性能太低就是其中之一。
钠电池能够快充,对动辄几十度电的纯电车来说还是挺有用的。
目前钠电池快充性能跟主流磷铁比有差距,跟笛子最新的10C电池比更是天壤之别。
但要知道,很长一段时间内业内都认为磷铁做高C有难度,很多技术难题都是随着产业成熟逐步攻克。
钠电池目前的倍率性能尚可,未来还有提升空间。
低温性能强;
这就不用解释了吧,字面意思大家都能看懂。
电池低温下性能受影响,这是先天物理特性,谁也改不了。
但是钠电池在这方面表现相当不错了,理论上零下20度仍能保持90%甚至更高的电量,零下40度电量保持超70%。
这样的低温性能明显超过磷酸铁锂,甚至可以媲美顶尖的三元锂。
别小看这一点,要知道磷酸铁锂在最需要续航的冬季打折最狠,这是至今高端车大量选择三元锂的重要原因之一。
体积密度尚可;
目前量产的第一代钠电池,体积密度跟主流磷铁比还有差距,但差距不算太大。
还是那句话,别小看这一点。
想当初CTP技术量产前,乘用车三元锂崛起磷酸铁锂退潮,很大程度上不仅仅是因为质量能量密度,而恰恰是体积能量密度。
大量中低端车型其实并不一定非常在乎多点重量(A级车再重也重不到哪去),而是宝贵的车内空间塞不下那么多电池。
体积密度尚可,就意味着钠电池上车这条路是通的。
温升低、发热低、本征安全性好;
钠电池自身发热少,本征安全性也好,磷酸铁锂能过的穿刺钠电池也能过。
钠电池的枝晶比较软,即使生长一般也刺不破隔膜,长期使用的安全稳定性也比较强。
本征安全性好,也意味着做CTP等更轻松,热管理成本也更低。
循环寿命相对差;
这条乍一看比较致命,仔细了解的话我个人认为还好。
锂电池极限循环寿命的确比钠电池高很多,但落地到量产产品上,实际差距未必有那么大。
而且以大多数人的用车强度(跑网约车的除外),主流厂商锂电池的循环寿命普遍是过剩的。
而且动力电池计算的是循环寿命,随着主流车型续航增长,同样里程消耗的循环寿命也是逐步降低。
所以我认为,钠电池这方面的短板并非太大问题。
前头铺垫这么多,最后再说重头戏,钠电池的核心优势与核心劣势:
能量密度低;
按照宁德时代公布的路线图,第一代钠电池的电芯能量密度大概是160Wh/kg。
实际量产的电池组能量密度,目前大概在120~140Wh/kg左右,相比行业主流的磷酸铁锂都有落后,更不用说三元锂了。
宁德时代预计第二代钠电池电芯能量密度突破200Wh/kg,届时电池组能量密度应该能做到2022年磷酸铁锂的水准。
而技术原理的先天限制,钠电池再怎么发展能量密度与锂电池还是会有差距。
能量密度相对低,的确是钠电池的核心劣势。
很多人据此认为,钠电池最主要的市场是在两轮电瓶车等领域替代铅酸电池,这种观点也未必错。
但我还是认为动力电池仍是钠电池未来的核心市场,钠电池也必将在动力电池领域大展拳脚,这就要说钠电池的核心优势了。
成本低;
我估计很多人也都听说过了,钠电池的核心优势就是这么朴实无华且枯燥。
钠元素地壳丰度大约是2.75%,而锂元素只有约0.0065%,两者相差足足数百倍。
反应在成品上,碳酸钠和碳酸锂的价格也有近两个数量级的差距。
当然碳酸钠和碳酸锂都只是正极材料,并不是电池总成本的全部。
但问题是,其他电池材料,钠电池要么跟锂电池差不多,要么成本还是比锂电池低。
比如钠电池的硬碳负极、六氟磷酸钠电解液、铝箔集流体都比锂电池的对应材料便宜。
当然以上只是理论,实际落地到产业层面,当前第一代钠电池成本相比主流磷铁几乎毫无优势。
但是恕我直言,高赞回答仅以当下的钠电池成本衡量产业前景,完全是刻舟求剑。
磷铁动力电池产业早就经历大规模扩产,配套的上下游产业链也比较成熟,如此自然能通过规模优势大幅降低成本。
而钠电池还在量产初期,研发和产线重资产投入都没有摊平,成本自然居高不下。
所以目前行业的做法是钠电池和磷铁混组,如此不仅性能上可以取长补短,成本上也能覆盖钠电池量产初期的高成本。
随着钠电池产线的逐步扩大,未来成本持续下降直至发挥理论优势,几乎是板上钉钉。
还有很关键的一点在于,钠元素全球分布广泛,锂元素全球分布集中。
现如今,锂资源正逐渐成为“可再生能源时代的石油”。
由于全球锂矿资源分布高度集中,类似OPEC的锂资源输出国组织正在逐步形成。
可以想见,未来锂矿价格不仅仅取决于供求关系,还会收到地缘政治与国际局势的影响。
考虑到锂矿富集的国家普遍在南美和澳大利亚,这些地区美国影响力颇大,极端情况下的风险也不容忽视。
从这个角度来说,发展钠电池不仅能为车企提供多一种选择,更能对锂矿价格形成有效对冲:
碳酸锂价格越是居高不下,车企选择钠电池就越发有利可图。
综上我个人认为,未来动力电池市场很可能是钠电池、磷酸铁锂、三元锂三分天下。
目前三元锂由于成本和安全劣势,已经逐步退守高端车、性能车、全尺寸SUV/MPV等阵地;
随着磷铁技术的持续进步,预计三元锂的份额还将进一步萎缩,甚至有可能成为第一个出局的技术路线。
未来一段时间内磷铁肯定是王者,但我认为钠电池也能逐步发展并站稳脚跟。