钠离子电池到底想革谁的命?

距离大规模产业化还有很长的一段路要走

今年5月,动力电池供应商宁德时代在股东大会上表示要在7月发布钠离子电池。在众人以为宁德时代要食言之际,7月29日,宁德时代如约发布了自己的第一代钠离子电池。

有意思的是,作为一场提前录播的发布会,持续时间也是非常短,只有十分钟。如果再刨除那些场面话,干货内容只有7分钟不到。

嗯,是一个技术公司的风格,节省大家的时间。

但是,这短短的7分钟,对于现在的动力电池领域来说,可能又会是一个全新的开始。

接下来,enjoy。

01 宁德时代的钠离子电池 

宁德时代拿出来的是钠离子电池的解决方案。

钠离子电池和锂离子电池工作原理相近,主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。

如此如此,这般这般,宁德时代的第一代钠离子电池诞生了。还是来看一个基本面:

电芯单体能量密度高达160Wh/kg;

常温下充电15分钟,电量可达80%以上;

在-20°C低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;

钠离子电池当前循环次数最高约3000次(和三元锂相当)

系统集成效率可达80%以上;

热稳定性远超国家强标的安全要求。

在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容,产线可进行快速切换,完成产能快速布局。

宁德时代已经启动钠离子电池产业化布局,2023年将形成基本产业链。

02 为什么要发展钠离子电池? 

今年5月,2021年1-5月,我国磷酸铁锂电池累计产量占比已达50.3%,超过三元电池的49.6%。磷酸铁锂因为安全、成本低成为更多车企的选择。

那么,在磷酸铁锂电池大火的当下,宁德时代为什么要转而研究钠离子电池?

现在,即便不是汽车行业的人,应该也能感受到一种趋势:全球都开始向新能源转型。这意味着,全球对于锂电池的需求会疯狂上涨。

不说别的,就抓三家典型吧:

奔驰:将在2030年前做好全面纯电动的充分准备,未来电池产能需求将超过200千兆瓦时,在目前已投产或已规划的9座电池工厂之外,奔驰将与合作伙伴建设8座电芯工厂。

宝马:2023年,预计纯电动车约将覆盖90%的细分市场。预计从现在到2025年,宝马集团纯电动车型的年销量平均每年增长50%以上;2025年,宝马集团将销售2020年的10倍以上的纯电动车,并完成第200万辆纯电动车型的交付。到2030年全球销量中至少有50%是纯电动车。预计未来十年将在全球共销售大约1000万辆纯电动汽车。

大众:到2030年,电动车交付量将占集团全球总交付量的50%,在欧洲,期待这一占比能达到60%左右。将与合作伙伴共同建立6个超级工厂,以满足未来240GW的电池产能缺口。

你可以看到,大家对电池产能、对锂电池的渴望有多大。而且,在全球都在向着新能源转型的当下,电池供应终将成为一个问题。

而且,这个现象在现在已经凸显出来。为了拿到电池供应,车企大佬亲自蹲守电池厂商门口「抢货」,以求获得电池供应量,而且这并不是最近才发生,很长一段时间以来都是如此。只是现在被大家关注到了而已。

不仅仅是像宁德时代这样的电池供应商,还有主机厂比如大众、特斯拉,都将触手伸到了上游锂矿,以求保证电池原材料供应。

而且,从整个全球供应来看,锂在地壳中的含量只有0.0065%,并不算很多,应对全球如此大的需求量始终是一个问题。

一个很明显的现象,近几年,碳酸锂的已经逐年上涨,目前已经来到9万元/吨左右。这是一个什么概念?去年低点的时候才只有3.8万元/吨,涨幅已经超过130%。

但是从目前新能源销量大好的势头来看,下半年锂矿需求依然会上涨,锂矿价格也会持续上扬,动力电池成本也会有所增加。此外,车企对于电池也有降本需求,双重压力就来到电池供应商这一方。

在5月份的股东大会上,曾毓群直言:“如果(原材料)涨得非常高的话,肯定会对我们的成本影响会比较大。(但)高到什么样的程度就要传递给下游,我们也在考虑这个问题。”

而且,我国锂矿资源有限,进口依赖度约为70%,很容易被卡脖子。这些都是宁德时代发展钠离子电池一个很重要的原因。

03 开始向磷酸铁锂递刀子 

但是,从发布会的种种,以及宁德时代的各种对比图来看,很明显,钠离子电池就是来针对铁锂电池的,在低温以及快充性能上明显优于后者。

不过从目前来看,钠离子电池对铁锂电池造不成太大威胁。先看一个数据对比:

宁德时代:钠离子电池单体能量密度160Wh/kg,系统集成效率80%+,预估系统能量密度125+Wh/kg;

比亚迪:刀片电池系统能量密度140Wh/kg,系统集成效率72%(单体能量密度预估190+Wh/kg);

国轩高科:软包磷酸铁锂的单体能量密度200Wh/kg,系统能量密度160Wh/kg,成组效率80%;

在5月的股东大会上,曾毓群就已经表态:“宁德时代的钠电池不是刚一出来就很便宜,因为目前整个供应链很小。”

也就是说,不管是从电池能量密度还是应用成本上来看,钠离子电池都不占太大优势。不过从发布会来看,钠离子电池目前已经规划了柱形电池和方形电两种形态,已经在为上车做准备了。

虽然第一代差了那么点意思,但是宁德时代表示,第二代钠离子电池已经安排上了:电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。显然,二代钠离子电池可以和磷酸铁锂电池掰一掰手腕。

当然,这都是后话。

让我真正觉得感兴趣的,应该是宁德时代这个「鬼才」提出的AB电池系统解决方案,让我瞬间觉得钠离子电池想象空间巨大。

具体怎么做的呢?宁德时代非常大胆的把钠离子电池与锂离子电池揉在一起用。将两种电池按一定比例进行混搭,集成到同一个电池系统里,然后通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。

这样做的好处在于,既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能好的优势。

相比于纯三元锂电池,这种「混种电池」还有一定的成本方面的优势(后期),又将带来新的销量增长。这也大大增加了钠离子电池在现阶段的可用性。

简单总结一下就是,现在的钠离子电池就是一个弱鸡,无法对铁锂电池造成威胁。等到后续,钠离子电池从电化学层面提升单体能量密度,完全把这一劣势抹去,成为一个小“六边形战士”。再加上逐渐形成的产业链,真正实现「低成本+规模量产」。

到时候就是与磷酸铁锂真正掰手腕的时刻。

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