随着锂价一路水涨船高,资源紧俏,业界开始了对钠离子电池的探索。
动力电池作为新能源汽车的“心脏”,在产业中处于核心地位,但有时也会成为“掣肘”。锂电池材料价格一度居高不落,让车企们愁容满面。所以多元化的技术路线,将助力新能源汽车产业长期稳定发展。
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钠离子电池优势凸显
随着锂价一路水涨船高,资源紧俏,业界开始了对钠离子电池的探索。
在很多方面,钠离子电池具有突出优势,从资源方面来看,去年的抢锂矿热潮让人生畏,选择钠材料可以解决我国锂资源依靠进口、受制于人的现状。钠资源相对丰富,有效解决了资源瓶颈问题。安全性上,钠离子电池的内阻比锂电池高,在短路的情况下瞬时发热量少,温升较低,热失控温度高于锂电池,具备更高的安全性。
目前困扰新能源汽车消费者最多的是续航问题,其中冬季的低温环境对锂电池的影响颇大,导致电量消耗过快,续航降低。据了解,钠离子电池可以在-40℃到80℃的温度区间正常工作,-20℃的环境下容量保持率接近90%,高低温性能优于其他电池。
充电方面,常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在-20℃低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率。可以看出钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。
材料方面,据了解,碳酸钠的成本在3000元/吨,相比动辄几十万的碳酸锂,钠材料具有显著成本优势。由于碳酸钠价格远低于碳酸锂,并且正极材料通常使用铜、铁等大宗金属材料,因此正极材料成本低于锂电池。
浙商证券分析师施毅表示,钠离子电池当前小试、中试电芯成本在0.8元-1元/Wh范围内波动,预计产业链配套初步形成后,电芯成本有望下降到0.5元-0.6元/Wh,中长期进一步下探0.4元-0.5元/Wh,达到近30%的降本效应。
此前,传艺科技公布了钠离子电池的最近进展,钠离子电池能量密度已达157wh/kg,零下20度时钠离子电池的容量保持率在93%以上,循环寿命不低于4000次。
施毅表示,铅酸电池替代有望成为钠离子的先导主战场,率先实现电动自行车、低速电动车、备用电源和起动电池的无铅化;标准化程度提高之后,有望实现A00级电动汽车的有效应用;规模化效应展开之后,降本效应更加突出,储能领域低温性能刚需凸显,锂离子+钠离子方案有望成为最优解。预计2025年钠离子电池需求总量可以达到88GWh,2030年钠离子电池需求可以达到378GWh。
技术还需进一步成熟
自2021年以来,包括宁德时代、中科海钠、欣旺达、孚能科技、鹏辉能源等在内的电池企业纷纷布局钠离子电池。
经过这段时间的发展,全行业都在期待钠离子电池何时可以上车。伊维经济研究院研究部总经理、中国电池产业研究院院长吴辉在接受《新能源汽车报》记者采访时表示,钠离子电池可能先搭载在微型车上,因为如果成本可以达到比磷酸铁锂电池低20%-30%以上,对微型车来说还是有优势的。
2月21日,宁德时代在互动平台表示,公司正致力推进钠离子电池在2023年实现产业化。此前,宁德时代研究院副院长黄起森在钠离子电池产业链与标准发展论坛上表示:“在乘用车应用方面,钠离子电池普遍可以满足续航400公里以下的车型需求。宁德时代通过首创的AB电池系统集成技术,实现钠锂混搭,提高电池系统的能量密度,使钠离子电池应用有望扩展到500公里续航车型。这一续航车型会面向65%的市场,应用前景非常广阔。”
近日,孚能科技收到江西江铃集团新能源汽车有限公司(下称 “江铃集团”)EV3钠电池定点函,孚能科技将为江铃集团供应钠电池包总成,预计2023年第二季度实现量产装车。与此同时,孚能科技钠电池产品正在与乘用车、两轮车、换电、消费储能等市场的客户和项目积极对接开发中。
2月23日,在“第二届全国钠电池研讨会”上,思皓新能源与中科海钠联合打造的行业首台钠离子电池试验车公开亮相,钠离子电池上车已进入倒计时。此次发布会上,中科海钠发布了三款钠离子电池产品,针对不同场景推出ME12圆柱电芯、ME80方形电芯及ME240方形电芯三款产品,进一步扩大了钠离子电池的应用场景。
据了解,此次装车试验的思皓花仙子首次应用蜂窝电池技术的钠离子电池包。该款车型续航里程为252km,电池容量为25KWh,快充充电时间为15分钟至20分钟。
据思皓新能源相关人员介绍,钠离子电池有着成本优势、高安全性能以及快充性能,倍率性能更好,-40℃—80℃温度区间正常工作,全温度区间动力性不受影响。同时,由于其摩尔离子电导率更高,整车快充10%-80%充电时长不超过25分钟,可以更好地解决纯电动车续航焦虑。
思皓新能源电池系统技术总监秦李伟表示,在成本方面将更有竞争力。和之前的锂电成本相比,钠电成本整体来看至少下降10%左右。售价方面,由于碳酸锂价格目前还处于高位,因此钠电相对较有优势。当下最紧急的是要加速推进钠离子电池的成熟。
思皓新能源相关人员表示,钠离子电池在新能源汽车的市场应用将从A00级电动车开始,等钠离子电池技术和性能进一步成熟后,则可以顺势应用在中大型电动车上。