今年5月,動力電池供應商寧德時代在股東大會上表示要在7月發布鈉離子電池。在眾人以為寧德時代要食言之際,7月29日,寧德時代如約發布了自己的第一代鈉離子電池。
有意思的是,作為一場提前錄播的發布會,持續時間也是非常短,只有十分鐘。如果再刨除那些場面話,干貨內容只有7分鐘不到。
嗯,是一個技術公司的風格,節省大家的時間。
但是,這短短的7分鐘,對于現在的動力電池領域來說,可能又會是一個全新的開始。
接下來,enjoy。
01 寧德時代的鈉離子電池
寧德時代拿出來的是鈉離子電池的解決方案。
鈉離子電池和鋰離子電池工作原理相近,主要通過鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移。
如此如此,這般這般,寧德時代的第一代鈉離子電池誕生了。還是來看一個基本面:
電芯單體能量密度高達160Wh/kg;
常溫下充電15分鐘,電量可達80%以上;
在-20°C低溫環境中,也擁有90%以上的放電保持率;
鈉離子電池當前循環次數最高約3000次(和三元鋰相當)
系統集成效率可達80%以上;
熱穩定性遠超國家強標的安全要求。
在制造工藝方面,鈉離子電池可以實現與鋰離子電池生產設備、工藝的完美兼容,產線可進行快速切換,完成產能快速布局。
寧德時代已經啟動鈉離子電池產業化布局,2023年將形成基本產業鏈。
02 為什么要發展鈉離子電池?
今年5月,2021年1-5月,我國磷酸鐵鋰電池累計產量占比已達50.3%,超過三元電池的49.6%。磷酸鐵鋰因為安全、成本低成為更多車企的選擇。
那么,在磷酸鐵鋰電池大火的當下,寧德時代為什么要轉而研究鈉離子電池?
現在,即便不是汽車行業的人,應該也能感受到一種趨勢:全球都開始向新能源轉型。這意味著,全球對于鋰電池的需求會瘋狂上漲。
不說別的,就抓三家典型吧:
奔馳:將在2030年前做好全面純電動的充分準備,未來電池產能需求將超過200千兆瓦時,在目前已投產或已規劃的9座電池工廠之外,奔馳將與合作伙伴建設8座電芯工廠。
寶馬:2023年,預計純電動車約將覆蓋90%的細分市場。預計從現在到2025年,寶馬集團純電動車型的年銷量平均每年增長50%以上;2025年,寶馬集團將銷售2020年的10倍以上的純電動車,并完成第200萬輛純電動車型的交付。到2030年全球銷量中至少有50%是純電動車。預計未來十年將在全球共銷售大約1000萬輛純電動汽車。
大眾:到2030年,電動車交付量將占集團全球總交付量的50%,在歐洲,期待這一占比能達到60%左右。將與合作伙伴共同建立6個超級工廠,以滿足未來240GW的電池產能缺口。
你可以看到,大家對電池產能、對鋰電池的渴望有多大。而且,在全球都在向著新能源轉型的當下,電池供應終將成為一個問題。
而且,這個現象在現在已經凸顯出來。為了拿到電池供應,車企大佬親自蹲守電池廠商門口「搶貨」,以求獲得電池供應量,而且這并不是最近才發生,很長一段時間以來都是如此。只是現在被大家關注到了而已。
不僅僅是像寧德時代這樣的電池供應商,還有主機廠比如大眾、特斯拉,都將觸手伸到了上游鋰礦,以求保證電池原材料供應。
而且,從整個全球供應來看,鋰在地殼中的含量只有0.0065%,并不算很多,應對全球如此大的需求量始終是一個問題。
一個很明顯的現象,近幾年,碳酸鋰的已經逐年上漲,目前已經來到9萬元/噸左右。這是一個什么概念?去年低點的時候才只有3.8萬元/噸,漲幅已經超過130%。
但是從目前新能源銷量大好的勢頭來看,下半年鋰礦需求依然會上漲,鋰礦價格也會持續上揚,動力電池成本也會有所增加。此外,車企對于電池也有降本需求,雙重壓力就來到電池供應商這一方。
在5月份的股東大會上,曾毓群直言:“如果(原材料)漲得非常高的話,肯定會對我們的成本影響會比較大。(但)高到什么樣的程度就要傳遞給下游,我們也在考慮這個問題?!?/span>
而且,我國鋰礦資源有限,進口依賴度約為70%,很容易被卡脖子。這些都是寧德時代發展鈉離子電池一個很重要的原因。
03 開始向磷酸鐵鋰遞刀子
但是,從發布會的種種,以及寧德時代的各種對比圖來看,很明顯,鈉離子電池就是來針對鐵鋰電池的,在低溫以及快充性能上明顯優于后者。
不過從目前來看,鈉離子電池對鐵鋰電池造不成太大威脅。先看一個數據對比:
寧德時代:鈉離子電池單體能量密度160Wh/kg,系統集成效率80%+,預估系統能量密度125+Wh/kg;
比亞迪:刀片電池系統能量密度140Wh/kg,系統集成效率72%(單體能量密度預估190+Wh/kg);
國軒高科:軟包磷酸鐵鋰的單體能量密度200Wh/kg,系統能量密度160Wh/kg,成組效率80%;
在5月的股東大會上,曾毓群就已經表態:“寧德時代的鈉電池不是剛一出來就很便宜,因為目前整個供應鏈很小?!?/span>
也就是說,不管是從電池能量密度還是應用成本上來看,鈉離子電池都不占太大優勢。不過從發布會來看,鈉離子電池目前已經規劃了柱形電池和方形電兩種形態,已經在為上車做準備了。
雖然第一代差了那么點意思,但是寧德時代表示,第二代鈉離子電池已經安排上了:電池能量密度研發目標是200Wh/kg以上。顯然,二代鈉離子電池可以和磷酸鐵鋰電池掰一掰手腕。
當然,這都是后話。
讓我真正覺得感興趣的,應該是寧德時代這個「鬼才」提出的AB電池系統解決方案,讓我瞬間覺得鈉離子電池想象空間巨大。
具體怎么做的呢?寧德時代非常大膽的把鈉離子電池與鋰離子電池揉在一起用。將兩種電池按一定比例進行混搭,集成到同一個電池系統里,然后通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制。
這樣做的好處在于,既彌補了鈉離子電池在現階段的能量密度短板,也發揮出了它高功率、低溫性能好的優勢。
相比于純三元鋰電池,這種「混種電池」還有一定的成本方面的優勢(后期),又將帶來新的銷量增長。這也大大增加了鈉離子電池在現階段的可用性。
簡單總結一下就是,現在的鈉離子電池就是一個弱雞,無法對鐵鋰電池造成威脅。等到后續,鈉離子電池從電化學層面提升單體能量密度,完全把這一劣勢抹去,成為一個小“六邊形戰士”。再加上逐漸形成的產業鏈,真正實現「低成本+規模量產」。
到時候就是與磷酸鐵鋰真正掰手腕的時刻。
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