鈉電池的紅與黑：兩款車型有望量產，成本優勢仍需規模效應加持
時間:2023-06-28 10:57來源:電科技 作者:袁創
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工信部公布第372批《道路機動車輛生產企業及產品公告》（以下簡稱“產品公告”）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代合作的車型——奇瑞QQ冰淇淋。
奇瑞鈉電池
登上該產品公告，意味著相關車型后續能獲批生產。不過，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、江鈴集團新能源EV3等車型，多為微型電動車。
這是因為鈉離子電池雖因自身優勢，被業內認為是未來新能源電池的重要產品之一，但由于尚未形成規模效應，優勢發揮空間有限，依舊面臨不小挑戰。
寧德時代和孚能科技蓄謀已久
實際上，2021年7月，寧德時代便率先發布了第一代鈉離子電池，電芯單體能量密度達到了160Wh/kg。
相關材料顯示，寧德時代第一代鈉離子電池常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上；而在-20°C低溫環境中，擁有90%以上的放電保持率。同時，熱穩定性遠超國家強標的安全要求。
彼時，寧德時代董事長曾毓群介紹稱，寧德時代構建了高通量材料集成計算平臺，在原子級別對材料進行模擬計算和設計仿真，憑借對原理的深刻理解，借助先進的算法和強大的算力，尋找各種材料基因的結合點，開發出更適合鈉離子電池的各類材料，推動其進入產業化的快速通道，并不斷迭代。下一代鈉離子電池能量密度研發目標是200Wh/kg以上。
孚能科技
同時，寧德時代研究院副院長黃起森博士透露，寧德時代已啟動鈉離子電池產業化布局，2023年將形成基本產業鏈。
2022年寧德時代和孚能科技都抓緊布局相關合作。2022年底，寧德時代與奇瑞集團簽署戰略合作框架協議，雙方將利用各自優勢資源，共同開拓國內外新能源汽車市場。幾乎同時，孚能科技收到江鈴集團通知，同意就EV3車型開展鈉離子電池前期適配性預研工作，應用鈉離子電池的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EV3車型電池定點函，將向孚能科技采購鈉離子電池包總成，并要求公司在上半年啟動電池量產。孚能科技表示，鈉離子電池為新投產的產品路線，公司已將贛州工廠部分三元電池產能改造為鈉離子電池產能，具備量產條件。
大約兩個月后，4月16日，寧德時代也傳出與奇瑞汽車合作的最新進展。鈉離子電池首發落地奇瑞車型，將打造電池聯合品牌ENER-Q。新品牌將覆蓋全動力類型、全材料體系的全應用場景，具備高適配性、高安全性和性價比。寧德時代方面表示，鈉離子電池突破資源瓶頸，具備優異的熱穩定性、良好的低溫性能與高集成效率等優勢，與鋰離子電池互為補充，將成為主流市場上的高性價比選擇。
如今，寧德時代和孚能科技都拿到了車輛生產許可證，有望成為率先實現鈉離子電池量產裝車的電池公司，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注，與其充電快、成本低和儲能豐富的先天優勢密不可分。
據介紹，鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言儲量更豐富，價格更低廉。由于鈉離子比鋰離子更大，所以當對重量和能量密度要求不高時，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，鈉離子不與鋁形成合金，負極可采用鋁箔作為集流體，可以進一步降低成本8%左右，降低重量10%左右。
充電方面，由于鈉離子電池無過放電特性，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的低溫環境中，放電保持率能達到90%以上，在快充性能和低溫性能上要優于磷酸鐵鋰電池，能一定程度緩解現階段新能源汽車的補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，我國鋰資源70%依賴進口，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于磷酸鐵鋰電芯材料成本的70%，具有成本優勢。
不過，成本優勢的發揮需要找到合適的應用空間，否則無法大規模量產便無法將其優勢由理論轉化為實踐。
碳酸鋰價格
作為鋰電池主要原材料的碳酸鋰，近年價格一直存在波動。2022年，碳酸鋰在動力電池總成本中占比為20%至30%，碳酸鋰價格上漲，直接推動動力電池生產成本飆升，電池級碳酸鋰的價格一度高達60萬元/噸。然而，進入2023年，電池級碳酸鋰價格一路下跌，4月份最低跌破20萬元/噸的關口。
盡管近期價格有所回彈約為32萬元/噸，但整體回收規模較小，依舊在一定程度上沖擊了鈉離子電池的成本優勢。由于目前整體產量較小，鈉離子電池生產成本還是要高于鋰離子電池的。
從成本來看，2021年鈉離子電池實際生產成本約0.7元/Wh，甚至高于1元/Wh；當前行業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，當碳酸鋰價格漲到50萬元/噸時，相應的磷酸鐵鋰電池和三元電池的成本都接近1元/Wh。
業內普遍認為，目前鈉離子電池尚處于產業化的前期，雖然理論上成本低，但目前成本優勢并未體現，而鈉離子電池發揮成本優勢的前提是實現規模效應。
此外，鈉離子電池在能量密度方面也遠遜于鋰離子電池，目前三元鋰電池的能量密度能達到300Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能達到180Wh/kg左右，而鈉電池能量密度目前普遍在90-140Wh/kg之間；在循環壽命方面，鋰離子電池可達到3000+次，而鈉離子電池為2000+次，僅優于鉛酸電池。
微型車成主攻方向，與鋰電池互補
從目前的車企的布局來看，鈉離子電池在電動汽車市場應該是主攻微型車，并有望在2025年以后逐漸搶占鋰電池占據的部分市場。
這是因為微型車一般行駛距離有限，電池包帶電量不大，微型車對于智能化要求比較低，對于電池的能量密度沒有過高要求，因此比較適合鈉電池。頭豹研究院在最新報告中也指出，鈉離子電池將在A00級電動車市場中部分取代鋰離子電池。
據悉，A00級電動車是續航里程較短和電池能量密度要求較低的極具性價比的車型，其客戶群體對于價格敏感度較高，預計2027年A00級電動車的鈉離子電池市場規模達46.5億元。
根據《中國鈉離子電池行業發展白皮書（2023年）》預測，到2023年年底全行業將形成13.5GWh的鈉離子電池專用量產線產能，到2030年鈉離子電池的實際出貨量將達到347.0GWh。
目前，國內布局鈉離子電池的企業超過百家，大致可以分為兩類，一類是以中科海鈉、鈉創新能源為代表的專注于鈉離子電池研發與生產的高新技術型企業，另一類是以寧德時代、欣旺達、億緯鋰能等為代表的鋰電巨頭企業。
不過，從目前布局現狀來看，采用鈉鋰混裝方案依舊是不少企業的首選。例如，寧德時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。
黃起森曾對外表示，寧德時代通過AB電池系統集成技術，實現鈉鋰混搭，能夠提高電池系統的能量密度，使鈉離子電池的應用有望擴展到500公里續航車型。
由于還有大規模量產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充品，而非替代物，在動力領域主要應用于兩輪車和電動汽車，為細分需求而存在。
從全球市場來看，其發展也處于產業化初期階段。據悉，目前全球共有二十幾家鈉離子電池企業已初步研發出相關電池產品，并分別在電源基站儲能、電動自行車、數據中心與低能耗工業叉車等部分領域得到小規模示范應用。
據英國調查公司IDTechEx公布調查報告顯示，鈉離子電池市場規模有望在2033年之前急速擴大至超過110億美元的規模，2025年全球鈉離子電池需求預估為1000萬KWh，2033年預估將飆增至7倍、達近7000萬KWh的規模。
盡管全球市場鈉離子電池需求飆升，但仍有很多難關需要攻克，產業鏈配套尚未成熟，從0到1的跨越需要在與鋰電池的互補中前行。
(責任編輯：子蕊)
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鈉電池
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