宁德时代入局 成本降低30% 钠电池时代来了?

2021-07-30 15:07  来源:钛媒体  浏览:  

7月29日,宁德时代正式发布了旗下第一款钠离子电池。 一直以来,由于钠离子体积较大,在材料结构稳定性和动力学性能方面的要求也更严苛,钠离子电池在大规模商用化的进展上表现不佳。电池的应用方案依然是以磷酸铁锂、三元锂甚至四元锂电池为主,本质上都是锂离子体系的产物。

此次,随着宁德时代钠离子电池的推出,市场看到了一条锂电池之外的全新电池技术路径的可能。广发证券预计, 2025年国内钠离子电池潜在应用场景需求量为123GWh,以磷酸铁锂电池价格计量,对应市场规模约为537亿元。受此消息影响,宁德时代股价今日大幅攀升,收涨6.05%。

“有人认为电池的化学体系已很难创新,只能在物理结构上做些改进。但我们认为,电化学的世界,就像能量魔方,未知远远大于已知,我们乐此不疲地探索着其中的奥秘。”宁德时代董事长曾毓群表示。

成本降低30%、15分钟充电80%

事实上,钠离子电池并不是电池行业一条全新的技术路径。早在19世纪,相关技术方案就开始被研究。不过,由于钠离子体积要比锂离子更大、质量也更重,对电池正负极材料的稳定性要求,要远远高于锂离子。所以,钠电池的大规模商用比锂电池要慢很多。

为了解决正负电极的材料问题,宁德时代在此次的钠离子电池研发中,采用了新的电极材料。

在正极材料方面,宁德时代使用了克容量较高的普鲁士白材料,创新性地对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题。在负极材料方面,宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性。

基于材料体系的一系列突破,宁德时代研发的第一代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。


官方信息显示,宁德时代首款钠离子电池电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在-20°C低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上;热稳定性超过国家强标的安全要求。

值得注意的是,除了上述特点外,钠离子电池最核心的优势还要当属成本优势。

钠离子地壳丰度约为2.36%,远高于锂离子的0.002%。此外,全球锂储量分布主要集中在智利、澳大利亚、阿根廷三国,锂资源75%集中分布在美洲;而钠资源全球分布广泛,中国广阔的海岸线也可以通过海水制备钠盐来降低钠电池生产成本。

同时,钠离子化合物价格稳定且低廉,约250元/吨,为电池级碳酸锂价格的1/50左右。根据中科海纳数据,钠离子电池BOM成本较锂电池低30%-40%。

能量密度低仍待解

但是,宁德时代依然未能解决钠电池能量密度低的问题。

相比于 300Wh /kg的三元/四元锂电池,宁德时代首款钠电池的能量密度仅约为前者的一半。尽管宁德时代方面表示,下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。但是,电池想要彻底替代锂电池,仍有很长的一段路要走。

为了在降低成本的同时维持高的能量密度,宁德时代给出了 AB 电池方案。

简单来讲,AB 电池方案就是将钠离子模组和锂离子模组按照特定的比例,封装在同一电池包内。AB电池系统解决方案既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能好的优势。以此系统结构创新为基础,可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。

显然,这一电池技术的解决路径,并不是主流新能源车型的首选方案。对于追求超长续航、需要超高能量密度的中高端乘用车型来说,磷酸铁锂、三元锂电池甚至是固态电池才是其主流选择。

所以,宁德时代在未能大幅提升钠离子电池的能量密度前,其瞄准的方向或是在乘用车场景外。

公开报道显示,7 月 9 日,宁德时代与河南跃薪的新合资公司跃薪时代正式成立,专攻电动无人矿山领域。宁德时代持股比例超过 30%,是公司的第二大股东。更早之前,中国首艘使用锂电池作为混合推进动力的海上危险品应急指挥船——深海 01,其电池供应商为宁德时代。

根据中国经济周刊的报道,一台电动矿卡每年能节约能源费用 30 万元,基于电动化的无人矿山解决方案,可以提升全国矿山生产效率 30%,采矿成本降低 46%。

这就意味着,目前宁德时代的钠离子电池将很有可能主要供给从事大型机械作业的交通工具。不同于乘用车狭小空间,上述车辆和船舶完全可以通过大量增加钠离子电池包数量的方式,来提升总体储能,并降低制造成本。

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