7月29日下午3點(diǎn)半,寧德時(shí)代發(fā)布了鈉離子電池,整場(chǎng)發(fā)布會(huì)雖然只有短短的10分鐘,但無(wú)論在行業(yè)內(nèi),還是在C端用戶群體中,都引發(fā)了不小的反響。
在《電動(dòng)汽車用戶聯(lián)盟》的社群里,也有不少用戶自發(fā)熱聊此事,有車友認(rèn)為鈉離子電池恐怕比刀片電池還要香:
在進(jìn)一步深聊之后,不少用戶得出了這樣的結(jié)論:
寧德時(shí)代響應(yīng)國(guó)家號(hào)召“懷了三胎”,動(dòng)力電池行業(yè)多了一種技術(shù)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?yàn)樗兄辛瞬簧儆脩敉袋c(diǎn)。
那么,它到底能給普通用戶帶來(lái)哪些利益點(diǎn)呢?
當(dāng)前能量密度低于磷酸鐵鋰的鈉電池,當(dāng)前適用于哪些車型?
今天我就跟大家來(lái)盤一盤。
01
鈉離子電池的前世今生,以及寧德時(shí)代的技術(shù)突破
鈉離子電池的工作原理跟鋰離子電池類似,主要通過(guò)鈉離子在正負(fù)極之間的嵌入、脫出,實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。
但是,由于鈉離子的體積比鋰離子要大很多,它在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面要求更嚴(yán)苛,所以商業(yè)化進(jìn)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(jià)格越來(lái)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(dòng)百人會(huì)論壇上,被稱為中國(guó)“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(guó)新能源汽車市場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)入了2.0時(shí)代,6月份新能源汽車的滲透率達(dá)到了12.7%,上升態(tài)勢(shì)明顯。
在1.0時(shí)代,當(dāng)前比較成功的電動(dòng)汽車品牌,如蔚來(lái)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(shí)代,新能源汽車走向大眾,市場(chǎng)上多樣化的需求就起來(lái)了,有部分人購(gòu)車很理性,只追求300-400公里夠用的續(xù)航,關(guān)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(huì)上,擁有超過(guò)5000名研發(fā)人員的寧德時(shí)代率先舉起了這個(gè)大旗,宣布已經(jīng)突破鈉離子電池技術(shù)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(duì)材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排,解決了普魯士白在循環(huán)過(guò)程中容量快速衰減這一核心難題;
在負(fù)極材料方面,開發(fā)了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)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(guò)于專業(yè)了?
沒(méi)關(guān)系,我們可以跳過(guò)去,直接來(lái)看第一代鈉離子電池的性能指標(biāo):
1,電芯單體能量密度已經(jīng)達(dá)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(dá)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(tǒng)集成效率高達(dá)80%以上。
5,熱穩(wěn)定性優(yōu)異,超越了國(guó)家動(dòng)力電池強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
按照寧德時(shí)代的官方說(shuō)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(biāo)還有突出優(yōu)勢(shì)。
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(shí)代的第一代鈉電池,到底處于一個(gè)怎樣的水平?
我們來(lái)看一下這張表格:
從表格中的對(duì)比我們可以看出,第一代鈉電池的劣勢(shì)是單體能量密度略低于磷酸鐵鋰水平。
但寧德時(shí)代方面宣稱,第二代鈉電池的能量密度將達(dá)到200Wh/kg,系統(tǒng)能量密度能做到160Wh/kg,那就很有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力了,完全能應(yīng)用于絕大多數(shù)車型上。
當(dāng)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(chǎn),它在價(jià)格上恐怕暫時(shí)還沒(méi)有多大優(yōu)勢(shì)。
不過(guò),寧德時(shí)代表示,2023年將形成產(chǎn)業(yè)鏈,到時(shí)候,這個(gè)問(wèn)題也隨之而解。
除了這兩個(gè)暫時(shí)的劣勢(shì)之外,鈉電池就全是優(yōu)點(diǎn)了。
比如安全性:
有資料顯示,“鈉離子電池已通過(guò)中汽中心的檢測(cè),針刺時(shí)不冒煙、不起火、不爆炸,經(jīng)受短路、過(guò)充、過(guò)放、擠壓等實(shí)驗(yàn),鈉離子電池也不起火燃燒”。
原因是鈉離子電池電化學(xué)性能相對(duì)穩(wěn)定,熱失控過(guò)程中容易鈍化失活,熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
比如其低溫性能:
按照其官方說(shuō)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(xiàng)很了不起的成就。
它的這一性能不但遠(yuǎn)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(gè)點(diǎn)。
所以,也難怪我們社群里的車友說(shuō)“貌似比刀片電池還要好”。
03
寧德時(shí)代第一代鈉電池,會(huì)率先搭載在哪些車型上?
但是,就當(dāng)前而言,鈉離子電池的應(yīng)用前景怎樣?
昨天發(fā)布會(huì)一結(jié)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(gè)應(yīng)用場(chǎng)景都羅列出來(lái)了:
而寧德時(shí)代在回應(yīng)媒體時(shí)表示:“第一代鈉離子電池已經(jīng)開始了與車企和儲(chǔ)能客戶進(jìn)行商業(yè)化合作?!?/span>
雖然無(wú)從得知到底哪款車型會(huì)首搭鈉離子電池,但我們可以根據(jù)當(dāng)前量產(chǎn)車型的能量密度,來(lái)分析一波。
按照寧德時(shí)代的說(shuō)法,當(dāng)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(tǒng)能量密度可以做到160*80%=128wh/kg。
這個(gè)水平,能夠著哪些車型呢?
《電動(dòng)汽車用戶聯(lián)盟》特意查詢了工信部的新車目錄,在最近的幾個(gè)批次中,挑選了幾個(gè)能量密度在130Wh/kg以下的車型,制作出了下面這張表格:
說(shuō)實(shí)話,這個(gè)結(jié)果讓我們也很吃驚,我們?cè)詾橹挥?a class='link' target='_blank'>五菱宏光MINI和奔奔E-Star這樣的小車會(huì)選擇能量密度100Wh/kg出頭的動(dòng)力電池,沒(méi)想到特斯拉Model3和小鵬P7也都在列。
總結(jié)起來(lái)就是一句話:當(dāng)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(jià)比的“短腿”車型,應(yīng)該是可以直接切換成鈉離子電池的,只看誰(shuí)家愿意(或者能夠)率先吃螃蟹了。
此外,寧德時(shí)代還創(chuàng)新性地開發(fā)出了AB電池系統(tǒng)解決方案,讓鈉離子電池與鋰離子電池按一定比例進(jìn)行混搭,集成到同一個(gè)電池系統(tǒng)里,通過(guò)BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。
AB電池系統(tǒng)既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)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(shì),完全可以為適用更多應(yīng)用場(chǎng)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(lái)講,我們的看法是,鈉電池的推出,是一場(chǎng)真正的電池革命。它的產(chǎn)業(yè)化可能還有很長(zhǎng)的路要走,但一旦走通,行業(yè)格局將為之大變。