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钠电池的红与黑：两款车型有望量产，成本优势仍需规模效应加持

时间:2023-06-28 10:57来源:电科技 作者:袁创
点击: 次
 
       2023年被认为是钠离子电池产业化的元年，近日两款搭载钠离子电池的车型有望量产。
 
       工信部公布第372批《道路机动车辆生产企业及产品公告》（以下简称“产品公告”）显示，其中包括两款搭载钠离子电池的车型，分别为江铃汽车与孚能科技共同合作的车型——羿驰牌玉兔；另一款是奇瑞汽车与宁德时代合作的车型——奇瑞QQ冰淇淋。
奇瑞钠电池
 
       登上该产品公告，意味着相关车型后续能获批生产。不过，目前官宣配套钠离子电池的车型仍有限，包括奇瑞iCAR03、思皓花仙子、江铃集团新能源EV3等车型，多为微型电动车。
 
       这是因为钠离子电池虽因自身优势，被业内认为是未来新能源电池的重要产品之一，但由于尚未形成规模效应，优势发挥空间有限，依旧面临不小挑战。
 
宁德时代和孚能科技蓄谋已久
 
       实际上，2021年7月，宁德时代便率先发布了第一代钠离子电池，电芯单体能量密度达到了160Wh/kg。
 
       相关材料显示，宁德时代第一代钠离子电池常温下充电15分钟，电量可达80%以上；而在-20°C低温环境中，拥有90%以上的放电保持率。同时，热稳定性远超国家强标的安全要求。
 
       彼时，宁德时代董事长曾毓群介绍称，宁德时代构建了高通量材料集成计算平台，在原子级别对材料进行模拟计算和设计仿真，凭借对原理的深刻理解，借助先进的算法和强大的算力，寻找各种材料基因的结合点，开发出更适合钠离子电池的各类材料，推动其进入产业化的快速通道，并不断迭代。下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。
孚能科技
 
       同时，宁德时代研究院副院长黄起森博士透露，宁德时代已启动钠离子电池产业化布局，2023年将形成基本产业链。
 
       2022年宁德时代和孚能科技都抓紧布局相关合作。2022年底，宁德时代与奇瑞集团签署战略合作框架协议，双方将利用各自优势资源，共同开拓国内外新能源汽车市场。几乎同时，孚能科技收到江铃集团通知，同意就EV3车型开展钠离子电池前期适配性预研工作，应用钠离子电池的EV3车型将于2023年上市销售。
 
       2023年2月28日，孚能科技公告披露，公司已收到江铃集团EV3车型电池定点函，将向孚能科技采购钠离子电池包总成，并要求公司在上半年启动电池量产。孚能科技表示，钠离子电池为新投产的产品路线，公司已将赣州工厂部分三元电池产能改造为钠离子电池产能，具备量产条件。
 
       大约两个月后，4月16日，宁德时代也传出与奇瑞汽车合作的最新进展。钠离子电池首发落地奇瑞车型，将打造电池联合品牌ENER-Q。新品牌将覆盖全动力类型、全材料体系的全应用场景，具备高适配性、高安全性和性价比。宁德时代方面表示，钠离子电池突破资源瓶颈，具备优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势，与锂离子电池互为补充，将成为主流市场上的高性价比选择。
 
       如今，宁德时代和孚能科技都拿到了车辆生产许可证，有望成为率先实现钠离子电池量产装车的电池公司，具有代表性意义。
 
钠离子电池的红与黑
 
       钠离子电池之所以广受关注，与其充电快、成本低和储能丰富的先天优势密不可分。
 
       据介绍，钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，相较于锂盐而言储量更丰富，价格更低廉。由于钠离子比锂离子更大，所以当对重量和能量密度要求不高时，钠离子电池是一种划算的替代品。
 
       成本方面，与锂离子电池相比，钠盐原材料储量丰富，采用铁锰镍基正极材料相比较锂离子电池三元正极材料，原料成本降低一半。同时，钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体，可以进一步降低成本8%左右，降低重量10%左右。
 
       充电方面，由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏。常温下充电15分钟便可充满80%的电量，而在-20°C的低温环境中，放电保持率能达到90%以上，在快充性能和低温性能上要优于磷酸铁锂电池，能一定程度缓解现阶段新能源汽车的补能焦虑和冬季用车焦虑。
 
       中科院物理所副研究员陆雅翔曾指出，我国锂资源70%依赖进口，钠离子电池所需的资源丰富、原料更易得，其电芯材料成本大约相当于磷酸铁锂电芯材料成本的70%，具有成本优势。
 
       不过，成本优势的发挥需要找到合适的应用空间，否则无法大规模量产便无法将其优势由理论转化为实践。
碳酸锂价格
 
       作为锂电池主要原材料的碳酸锂，近年价格一直存在波动。2022年，碳酸锂在动力电池总成本中占比为20%至30%，碳酸锂价格上涨，直接推动动力电池生产成本飙升，电池级碳酸锂的价格一度高达60万元/吨。然而，进入2023年，电池级碳酸锂价格一路下跌，4月份最低跌破20万元/吨的关口。
 
       尽管近期价格有所回弹约为32万元/吨，但整体回收规模较小，依旧在一定程度上冲击了钠离子电池的成本优势。由于目前整体产量较小，钠离子电池生产成本还是要高于锂离子电池的。
 
       从成本来看，2021年钠离子电池实际生产成本约0.7元/Wh，甚至高于1元/Wh；当前行业磷酸铁锂电池平均成本约0.51元/Wh左右，三元锂电池的成本约为0.64元/Wh左右，当碳酸锂价格涨到50万元/吨时，相应的磷酸铁锂电池和三元电池的成本都接近1元/Wh。
 
       业内普遍认为，目前钠离子电池尚处于产业化的前期，虽然理论上成本低，但目前成本优势并未体现，而钠离子电池发挥成本优势的前提是实现规模效应。
 
       此外，钠离子电池在能量密度方面也远逊于锂离子电池，目前三元锂电池的能量密度能达到300Wh/kg，磷酸铁锂电池能达到180Wh/kg左右，而钠电池能量密度目前普遍在90-140Wh/kg之间；在循环寿命方面，锂离子电池可达到3000+次，而钠离子电池为2000+次，仅优于铅酸电池。
 
微型车成主攻方向，与锂电池互补
 
       从目前的车企的布局来看，钠离子电池在电动汽车市场应该是主攻微型车，并有望在2025年以后逐渐抢占锂电池占据的部分市场。
 
       这是因为微型车一般行驶距离有限，电池包带电量不大，微型车对于智能化要求比较低，对于电池的能量密度没有过高要求，因此比较适合钠电池。头豹研究院在最新报告中也指出，钠离子电池将在A00级电动车市场中部分取代锂离子电池。
 
       据悉，A00级电动车是续航里程较短和电池能量密度要求较低的极具性价比的车型，其客户群体对于价格敏感度较高，预计2027年A00级电动车的钠离子电池市场规模达46.5亿元。
 
       根据《中国钠离子电池行业发展白皮书（2023年）》预测，到2023年年底全行业将形成13.5GWh的钠离子电池专用量产线产能，到2030年钠离子电池的实际出货量将达到347.0GWh。
 
       目前，国内布局钠离子电池的企业超过百家，大致可以分为两类，一类是以中科海钠、钠创新能源为代表的专注于钠离子电池研发与生产的高新技术型企业，另一类是以宁德时代、欣旺达、亿纬锂能等为代表的锂电巨头企业。
 
       不过，从目前布局现状来看，采用钠锂混装方案依旧是不少企业的首选。例如，宁德时代钠离子电池将搭载于奇瑞汽车新能源品牌iCAR的首款新车，便采用钠离子电池和锂离子电池混装方案；比亚迪的钠离子电池搭载车型为海洋生物系的海鸥，也将率先采用钠离子和铁锂电池混装的方案。
 
       黄起森曾对外表示，宁德时代通过AB电池系统集成技术，实现钠锂混搭，能够提高电池系统的能量密度，使钠离子电池的应用有望扩展到500公里续航车型。
 
       由于还有大规模量产之路要走且拥有固有缺陷，钠离子电池只能是作为锂电池的补充品，而非替代物，在动力领域主要应用于两轮车和电动汽车，为细分需求而存在。
 
       从全球市场来看，其发展也处于产业化初期阶段。据悉，目前全球共有二十几家钠离子电池企业已初步研发出相关电池产品，并分别在电源基站储能、电动自行车、数据中心与低能耗工业叉车等部分领域得到小规模示范应用。
 
       据英国调查公司IDTechEx公布调查报告显示，钠离子电池市场规模有望在2033年之前急速扩大至超过110亿美元的规模，2025年全球钠离子电池需求预估为1000万KWh，2033年预估将飙增至7倍、达近7000万KWh的规模。
 
       尽管全球市场钠离子电池需求飙升，但仍有很多难关需要攻克，产业链配套尚未成熟，从0到1的跨越需要在与锂电池的互补中前行。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 钠电池
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