比亚迪,宁德时代都布局了!“钠离子”电池会成为主流吗?

不知道大家有没有发现,搭载钠离子电池的电动汽车开始上路了,奇瑞新能源汽车股份有限公司与宁德时代合作的车型—奇瑞牌 QQ 冰淇淋和江铃汽车与孚能科技共同合作的车型羿驰牌玉兔,都将使用钠离子电池。

今年以来,钠离子电池技术不断进化,电池厂商对于钠离子电池的量产能力也在逐步形成。宁德时代、比亚迪、中科海钠、华阳股份、鹏辉能源、多氟多、孚能科技等电池厂商都先后宣布了,将最快在 2023 年后形成钠离子电池的量产。

比亚迪计划下半年批量生产钠离子电池,搭载在本公司电动汽车车型“海鸥”上。宁德时代于2021年发布了钠离子电池,并将于今年开始生产。

与锂离子相比价格更低的钠离子电池研究是从20世纪70年代开始进行的。但是,随着电池寿命长、充电性能卓越的锂离子电池的出现,人们对钠离子的关注消失了。

但最近锂价格暴涨,围绕锂储量及生产引发诸多争议,电池市场对钠离子的关注度提高。钠储量是锂的500倍以上,价格便宜10%左右。

钠离子电池的工作原理与锂离子类似。由正极材料、负极材料、电解质、分离膜组成。就像锂离子电池中正极材料和锂离子通过在正极材料和负极材料之间移动的化学反应产生电一样,钠离子起到锂离子的作用。

图注:钠离子电池工作原理

钠离子电池需要在正极和负极上很好地接受钠所具有的性质,现在锂离子使用的正极材料、负极材料、基板、电解质都需要改变。

“钠”最大的优点是可以使用更便宜的材料,钠比锂便宜,钠离子电池比锂离子便宜30~40%。取而代之的是,与锂电池拥有的四大材料都不同,需要更换新的供应链,由此带来的费用和时间消耗是缺点。

钠离子电池的反应性比较低,但安全性很强。锂离子电池的缺点是在温度相对零下的低温下,电池的性能较差。钠离子在低温下也能很好地发挥原有的性能。

但是钠离子电池的致命缺点是能量密度低。能量密度仅为每公斤160W。锂离子LFP电池的能量密度为每公斤170W,与钠离子电池类似。但远不及每公斤能量密度为210W的三元锂电池。

钠离子电池的每体积能量密度为370Wh/L。LFP电池的每体积能量密度为400Wh/L,与钠离子电池类似。与三元锂电池每体积能量密度650Wh/L相比,能量密度明显较低。从这一特性来看,钠离子电池取代LFP电池的可能性很大。

由于能量密度较低,在搭载等量电池时,搭载锂离子电池的电动汽车行驶距离更长。为了走相似的距离,需要搭载更多的电池,但这种情况下车辆会变重。钠离子电池的另一个缺点是寿命。寿命缩短较快,电池性能下降较快。

与全固态或锂硫电池等新一代电池相比,两种电池的能量密度非常高。钠离子的能量密度很低,所以用途相对会有所不同。如果全固态、锂硫电池用于高性能电动汽车、机器人、无人机、E-bike等,钠离子电池可以搭载在储能系统、低端电动汽车上。

钠离子电池有望在2025年以后逐渐蚕食目前锂电池占据的部分市场。原因是新一代电池全固态和锂硫需要更多地使用锂,锂需求只会进一步增加。

结论就是钠离子电池价格低廉,安全性好。如果不能解决能量密度问题,即使实现商用化,也很有可能用于能量密度重要性较低的储能系统或行驶距离较短的低端电动汽车。

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