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钠离子电池在汽车领域应用前景如何?

发布于 2022-08-09 11:56

近期,宁德时代在回复投资人问题时,再次强调公司致力于推进钠离子电池2023年实现产业化。

 

宁德时代透露,公司已经发布了钠离子电池,电芯单体能量密度为160Wh/kg,常温环境下可在15分钟内充电80%以上。在零下20度环境中,依旧保持90%以上的放电效率,系统集成效率可达80%以上。

 

在2021年7月份的钠离子电池发布会上,宁德时代官方还发布了一项“AB电池解决方案”。根据这种方案,钠离子电池和锂离子电池可以集成混合使用,两种电池按照一定比例进行混搭,创造出一种基本没有什么缺点的电池包。

 

钠离子电池产业化的成本优势如何?“AB电池解决方案”应用在电动汽车上是否会有优势?钠离子电池在汽车领域应用前景如何?


本次关键问答,妙投邀请到美国Romeo Power公司资深电池工程师郑永为(Eric)博士为投资者答疑解惑。

 

核心看点:

  1. 钠离子电池成本优势需要辩证看待,因为磷酸铁锂也具备价格优势,并且是经过市场验证的比较成熟的电池;

  2. 在汽车领域,不是各种电池的电动汽车之间进行竞争,而是电动汽车和燃油车的竞争;

  3. 钠离子电池的核心定位是锂离子电池的补充,不过它可以在一些小型的电动交通工具上进行尝试。


由于钠资源价格远低于锂资源,大大降低了钠离子电池正极材料的价格。此外,钠电池的负极集流体可以使用铝箔而非锂电池需要使用的铜箔,进一步降低了钠离子电池的成本。


另外,钠离子电池和锂离子电池的工作原理和结构都很像,所以在实际生产时需要做的变动也很小,设备只需要做一些改动就能投入使用,这也能进一步降低钠离子电池产业化的成本。


如何看待钠离子电池产业化的成本优势?

 

郑博士认为,钠离子电池的成本优势,一方面在于现在的锂价格很贵,再加上钠离子电池里面不需要三元材料,像镍和钴等,所以它才便宜。


但是现在锂、镍和钴贵的原因,更多是供应链问题导致的,不是技术本身导致的。这与疫情、全球贸易等原因有关,不单是库存量低导致的

 

锂离子电池回收方面,短时间内也还是杯水车薪,因为现在还没有一个特别成熟的回收企业能够去做这么大的吞吐量。未必说回收一定是更加环保的,特别是像电芯制造电池制造,我们都说搞电池是为了清洁能源,但其实搞电池不一定更加清洁。

 

回收也是要钱的,也需要能量和电。国内目前基本都是煤炭发电,这会导致回收过程中二氧化碳排放增多,所以最终还是要看挖新的矿物出来和回收哪个成本更低,或者说哪个对环境的危害更大。

 

至于钠离子电池用的铝箔价格也比锂离子电池用的铜箔价格便宜,这都是对成本影响不大的事情。现在锂离子电池的电芯的价格比理想情况下($100/KWh)贵了将近一倍,如果没有政府补贴,是完全没有市场的,所以说省下一个铜和铝的差价用处不大

 

针对于“钠离子电池和锂离子电池的工作原理和结构都很像,所以在实际生产时需要做的变动也很小,设备只需要做一些改动就能投入使用。”郑博士认为,这个细节不是那么容易实现的,这一点还需要辩证地去看待

 

有一家美国公司叫South 8是做液化气电解质的,他号称可以保持锂离子电池产线不动,只把电解液注液的步骤换掉,其他可以保持不动,这个是它的优势。


但是钠离子电池需要我把整个电池正极材料换掉、负极材料换掉、电解质也换掉,然后这样还能够保持产线不动,我对此持怀疑态度,但是我没有去看过他们的产线,所以也不好说。

 

成本方面,更换产线是一个成本,前期研发投入也是一个成本。锂离子电池不管是做软包、圆柱还是方形,厂商已经很成熟了,产出效率很高,良率很高,现在突然去做钠离子电池,就算原材料成本降低,能否让良率上去也不好说。

 

那么“AB电池解决方案”应用在电动汽车上是否会有优势?钠离子电池在汽车领域应用前景如何?

 

郑博士认为,将钠离子电池放到车上面,然后去和锂离子电池做“AB电池解决方案”更多的是一个概念。“如果应用场景是汽车的话,我不认为在汽车上它有那么大的成本优势。


动力电池领域之前没有人用过,之所以放钠离子电池还是因为成本。但是如果追求价格低的话,用磷酸铁锂电池就可以了,磷酸铁锂电池本身够便宜也经过市场成熟验证的。”

 

这相当于要在成本和性能之间找一个平衡,那直接放一个磷酸铁锂放一个三元就好了,完全没有必要放钠离子电池上去。另外钠和锂是同族元素,同族元素越往下面越活泼,这就会导致电池老化或者失活等情况发生的概率提升

 

不管是什么电池,在汽车领域,最大的竞争对手还是燃油车。有人统计过,只有每度电的价格小于$100/KWh时,电动汽车才能在价格上和同等的燃油车相匹配,现在还达不到。

 

郑博士认为,钠离子电池现在还处在一个非常早期阶段,它的核心定位就是锂离子电池的补充。不要去想着它在短时间内能够取代锂离子电池,成为市场上面电动交通工具的主流电池。

 

不过它可以在一些小型的电动交通工具上进行尝试,比如说电动两轮车、电动三轮车等。这种电动两轮车、电动三轮车对能量密度要求不高,对功率要求也不高,不需要百公里加速到几秒,然后它的续航里程可能跑个20公里也就够用了,不需要跑个什么三五百公里。

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