面对卡脖子,宁德时代要用钠电池让电动车降价15%,能行得通?

<{$news["createtime"]|date_format:"%Y-%m-%d %H:%M"}>  有车以后 3.9w阅读 2022-07-07 12:41

当汽车加速电气化发展之后,原本属于发动机、变速箱等传统“三大件”部分的注意力,迅速被动力电池给抢走。作为纯电动车成本的重要组成部分,以及普及电动车最核心的技术需求之一。如何在满足续航、安全等消费端需求的前提下,让动力电池的成本降下来,这在近年来供应链价格大幅抬头的背景下,就显得更有现实意义。

而在动力电池领域,我们听到最多当属锂电池,其中又主要细分为磷酸铁锂以及三元锂电池。不过在工信部等职能部门为钠电池的发展背书,以及华为、宁德时代纷纷下场布局的背景下,钠电池似乎有将市场主流的锂电池拉下马的趋势。其中,宁德时代更是在近日表示,正致力于推进钠离子电池在2023年实现产业化。那么从技术角度来说,钠电池真的有可能替代锂电池吗?钠电池的使用和推广对于普通消费者到底有什么影响?

钠电池不会取代锂电池

钠电池取代不了锂电池的地位,这是自然法则。聊这一点之前,我们有必要复习一下,为什么电池技术发展至今,最终选择了锂。一个最直观的因素,只要翻开元素周期表就能知道。排行越靠前,其原子质量越小,更有潜力造出高能量密度的动力电池。同时,越靠后的元素,其金属性一般也是越强,即越不容易释放出电子。简单来说,将电池的正负极比作货运线路的固定两点,那么我们就需要效率更高,载货能力更强的货车(元素)。

而符合这一需求的,也只有氢、锂、铍、钠、镁、铝等寥寥几个选项而已。而如何运用氢,目前还是一个长远的课题,铍又是极为稀有的金属,后面的钠、镁、铝在效率和运载能力上又难与前面的大佬比肩。最后锂也就当仁不让的成为动力电池发展至今的主流选择。

在动力电池的正、负极,以及电解液和隔膜四大板块中,锂通常以金属氧化物的形式,使用在正极材料中。比如磷酸铁锂以及部分低镍正极电池材料中大量运用的碳酸锂,以及高镍正极的三元电池需要运用的氢氧化锂等等。而镍越高的三元锂电池,其能量密度也越高。以宁德时代已经能下线装车的NCM811动力电池为例,其电池最大单体能量密度可以达到245Wh/kg。而磷酸铁锂方面,目前电池单体能量密度也大体可以保持在160Wh/kg水平以上。

而说回钠离子电池,就算是宁德时代发布的数据,其电芯单体能量密度也不过160Wh/kg,即刚刚逼近磷酸铁锂电池的水平。可是在此之外,锂离子电池还具有循环寿命更长等优势。特别是磷酸铁锂电池,目前已经能够实现循环寿命3000-6000次的水平,而钠离子电池往往还徘徊在1000多次。

钠电池:全方位的更便宜

那么明明锂离子电池性能更好,而且三元锂电池与磷酸铁锂电池在个性上也构成了不错的产品互补,为什么现在又感觉钠电池要迎头赶上了呢?其中最大的原因还是在成本,而且是全方位的成本优势。

首先是原材料方面,锂矿价格近年来可谓坐上了火箭。在2020年末,碳酸锂价格当时仅为5万元左右/吨,而今年3月份,其价格一度突破50万元/吨。而且锂矿资源不仅少,而且还比较集中在南美洲地区。相较之下,钠资源的地壳丰富程度是锂的400多倍,且分布更为均匀,当然价格也就更加便宜。据悉,金属钠的价格,也不过2万元左右/吨。

而在电池制造过程中,由于钠离子不会与铝发生反应,所以电池的负极可以采用铝做集流体,而相对的,锂电池只能用铜。包括负极材料也没必要使用石墨,而是由其它软碳材料替代。甚至在正极材料中,钠电池也可以使用更为廉价的金属,比如铁、锰、镍等。最后,由于钠电池的工作原理与锂电池极为接近,所以在生产设备上与锂电池有很强的兼容性。总之,就是从材料、原理到制造,钠电池都能一省再省。据相关推算,钠离子电池最终的成本或许可以做到比锂离子电池少30-40%的水平。再加上,根据目前纯电动车的成本构成,动力电池大约要占到整车成本的三分之一左右。叠加下来,一台纯电动车的成本应该可以减少15%左右。

此外,采用钠电池还有一些“意外的收获”。比如钠显然没有锂那么活跃,所以无论是快充场景,还是使用过程中,钠电池都会表现的更为稳定,所以钠电池也具备更强的快充潜力。甚至由于钠的熔点更低,所以钠电池理论上也很适合做固态电池。所以这也决定了钠电池路径并非是心血来潮,或者仅仅是图便宜。某种程度上,它在技术上也具有很强的发展潜力。

但最后不得不补充一下,钠电池在效率低、寿命短、放电快等方面的天然劣势,与新能源车在消费端日益增长的高品质需求相比,是难以匹配的。这点无论是对比三元锂电池还是磷酸铁锂电池都是如此。钠电池更多扮演了锂电池身后的补充角色,毕竟此前的铅酸电池肯定无法在动力电池板块大展拳脚。当新能源车能够在终端带来更多廉价产品的时候,有关汽车电气化转型的争议或许就只剩水到渠成了。

来源:有车以后

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