7月29日下午3點半,寧德時代發(fā)布了鈉離子電池,整場發(fā)布會雖然只有短短的10分鐘,但無論在行業(yè)內,還是在C端用戶群體中,都引發(fā)了不小的反響。
在《電動汽車用戶聯盟》的社群里,也有不少用戶自發(fā)熱聊此事,有車友認為鈉離子電池恐怕比刀片電池還要香:
在進一步深聊之后,不少用戶得出了這樣的結論:
寧德時代響應國家號召“懷了三胎”,動力電池行業(yè)多了一種技術路線,用戶也多了一種新的選擇,這是好事。
在C端用戶群體中,有人如此看好鈉離子電池,一定是因為它切中了不少用戶痛點。
那么,它到底能給普通用戶帶來哪些利益點呢?
當前能量密度低于磷酸鐵鋰的鈉電池,當前適用于哪些車型?
今天我就跟大家來盤一盤。
01
鈉離子電池的前世今生,以及寧德時代的技術突破
鈉離子電池的工作原理跟鋰離子電池類似,主要通過鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出,實現電荷轉移。
但是,由于鈉離子的體積比鋰離子要大很多,它在材料結構穩(wěn)定性和動力學性能方面要求更嚴苛,所以商業(yè)化進展比鋰離子電池至少慢了20年。
相較而言,鋰離子電池的發(fā)展則要順利太多了,但它的天花板也很明顯——地球上的鋰資源太少,價格越來越高。相比之下,鈉資源更多,也更便宜。
正是在這樣的背景下,在2021年1月舉辦的電動百人會論壇上,被稱為中國“鋰電池之父”的陳立泉院士公開呼吁:“一定要考慮新的電池,鈉離子電池是首選”。
而另一方面,中國新能源汽車市場已經進入了2.0時代,6月份新能源汽車的滲透率達到了12.7%,上升態(tài)勢明顯。
在1.0時代,當前比較成功的電動汽車品牌,如蔚來理想小鵬,都是從高端往下打起,面向的是愿意嘗鮮高凈值人群。
但到了2.0時代,新能源汽車走向大眾,市場上多樣化的需求就起來了,有部分人購車很理性,只追求300-400公里夠用的續(xù)航,關鍵是要便宜,車企降本壓力很大。
所以,發(fā)展鈉電池是一件迫在眉睫之事。
在7月29日的發(fā)布會上,擁有超過5000名研發(fā)人員的寧德時代率先舉起了這個大旗,宣布已經突破鈉離子電池技術瓶頸:
在正極材料方面,采用克容量較高的普魯士白材料,創(chuàng)新性地對材料體相結構進行電荷重排,解決了普魯士白在循環(huán)過程中容量快速衰減這一核心難題;
在負極材料方面,開發(fā)了具有獨特孔隙結構的硬碳材料,其具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。
上面這這兩段是不是過于專業(yè)了?
沒關系,我們可以跳過去,直接來看第一代鈉離子電池的性能指標:
1,電芯單體能量密度已經達到了160Wh/kg,這是目前全球最高水平。
2,在常溫下充電15分鐘,電量就可以達到80%。
3,在零下20°C低溫的環(huán)境下,仍然有90%以上的放電保持率。
4,系統集成效率高達80%以上。
5,熱穩(wěn)定性優(yōu)異,超越了國家動力電池強標的安全要求。
按照寧德時代的官方說法,除了能量密度略低之外,第一代鈉離子電池在各方面并不遜于磷酸鐵鋰電池,甚至有些指標還有突出優(yōu)勢。
02
不起火不爆炸,鈉電池不少重要性能優(yōu)于磷酸鐵鋰電池
但是,寧德時代的第一代鈉電池,到底處于一個怎樣的水平?
我們來看一下這張表格:
從表格中的對比我們可以看出,第一代鈉電池的劣勢是單體能量密度略低于磷酸鐵鋰水平。
但寧德時代方面宣稱,第二代鈉電池的能量密度將達到200Wh/kg,系統能量密度能做到160Wh/kg,那就很有市場競爭力了,完全能應用于絕大多數車型上。
當然,我們也不得不提一下,由于目前鈉電池還未大規(guī)模投產,它在價格上恐怕暫時還沒有多大優(yōu)勢。
不過,寧德時代表示,2023年將形成產業(yè)鏈,到時候,這個問題也隨之而解。
除了這兩個暫時的劣勢之外,鈉電池就全是優(yōu)點了。
比如安全性:
有資料顯示,“鈉離子電池已通過中汽中心的檢測,針刺時不冒煙、不起火、不爆炸,經受短路、過充、過放、擠壓等實驗,鈉離子電池也不起火燃燒”。
原因是鈉離子電池電化學性能相對穩(wěn)定,熱失控過程中容易鈍化失活,熱穩(wěn)定性遠超國家強標的安全要求。
比如其低溫性能:
按照其官方說法,鈉電池能在零下20°C低溫的環(huán)境下,仍然有90%以上的放電保持率,這是一項很了不起的成就。
它的這一性能不但遠超磷酸鐵鋰,還同樣碾壓了比較抗凍的三元鋰電池。
再加上鈉電池還具備15分鐘能充到80%的快充性能,這也是C端用戶最為看重的一個點。
所以,也難怪我們社群里的車友說“貌似比刀片電池還要好”。
03
寧德時代第一代鈉電池,會率先搭載在哪些車型上?
但是,就當前而言,鈉離子電池的應用前景怎樣?
昨天發(fā)布會一結束,各大證券公司就給出了非常專業(yè)的分析,有的甚至把各個應用場景都羅列出來了:
而寧德時代在回應媒體時表示:“第一代鈉離子電池已經開始了與車企和儲能客戶進行商業(yè)化合作。”
雖然無從得知到底哪款車型會首搭鈉離子電池,但我們可以根據當前量產車型的能量密度,來分析一波。
按照寧德時代的說法,當前鈉離子電池單體電芯的能量密度是160wh/kg,成組效率在80%以上,可以算出系統能量密度可以做到160*80%=128wh/kg。
這個水平,能夠著哪些車型呢?
《電動汽車用戶聯盟》特意查詢了工信部的新車目錄,在最近的幾個批次中,挑選了幾個能量密度在130Wh/kg以下的車型,制作出了下面這張表格:
說實話,這個結果讓我們也很吃驚,我們原以為只有五菱宏光MINI和奔奔E-Star這樣的小車會選擇能量密度100Wh/kg出頭的動力電池,沒想到特斯拉Model3和小鵬P7也都在列。
總結起來就是一句話:當前鈉離子電池的能量密度,在續(xù)航400公里以下的車型上是夠用的。
理論上,這些主打性價比的“短腿”車型,應該是可以直接切換成鈉離子電池的,只看誰家愿意(或者能夠)率先吃螃蟹了。
此外,寧德時代還創(chuàng)新性地開發(fā)出了AB電池系統解決方案,讓鈉離子電池與鋰離子電池按一定比例進行混搭,集成到同一個電池系統里,通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制。
AB電池系統既彌補了鈉離子電池在現階段的能量密度短板,也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能好的優(yōu)勢,完全可以為適用更多應用場景和車型。所以,鈉電池上車的前景,還是挺值得期待的。
總的來講,我們的看法是,鈉電池的推出,是一場真正的電池革命。它的產業(yè)化可能還有很長的路要走,但一旦走通,行業(yè)格局將為之大變。