面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

當汽車加速電氣化發展之後,原本屬於發動機、變速箱等傳統“三大件”部分的注意力,迅速被動力電池給搶走。作為純電動車成本的重要組成部分,以及普及電動車最核心的技術需求之一。如何在滿足續航、安全等消費端需求的前提下,讓動力電池的成本降下來,這在近年來供應鏈價格大幅抬頭的背景下,就顯得更有現實意義。

而在動力電池領域,我們聽到最多當屬鋰電池,其中又主要細分為磷酸鐵鋰以及三元鋰電池。不過在工信部等職能部門為鈉電池的發展背書,以及華為、寧德時代紛紛下場佈局的背景下,鈉電池似乎有將市場主流的鋰電池拉下馬的趨勢。其中,寧德時代更是在近日表示,正致力於推進鈉離子電池在2023年實現產業化。那麼從技術角度來說,鈉電池真的有可能替代鋰電池嗎?鈉電池的使用和推廣對於普通消費者到底有什麼影響?

面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

鈉電池不會取代鋰電池

鈉電池取代不了鋰電池的地位,這是自然法則。聊這一點之前,我們有必要複習一下,為什麼電池技術發展至今,最終選擇了鋰。一個最直觀的因素,只要翻開元素週期表就能知道。排行越靠前,其原子質量越小,更有潛力造出高能量密度的動力電池。同時,越靠後的元素,其金屬性一般也是越強,即越不容易釋放出電子。簡單來說,將電池的正負極比作貨運線路的固定兩點,那麼我們就需要效率更高,載貨能力更強的貨車(元素)。

而符合這一需求的,也只有氫、鋰、鈹、鈉、鎂、鋁等寥寥幾個選項而已。而如何運用氫,目前還是一個長遠的課題,鈹又是極為稀有的金屬,後面的鈉、鎂、鋁在效率和運載能力上又難與前面的大佬比肩。最後鋰也就當仁不讓的成為動力電池發展至今的主流選擇。

面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

在動力電池的正、負極,以及電解液和隔膜四大板塊中,鋰通常以金屬氧化物的形式,使用在正極材料中。比如磷酸鐵鋰以及部分低鎳正極電池材料中大量運用的碳酸鋰,以及高鎳正極的三元電池需要運用的氫氧化鋰等等。而鎳越高的三元鋰電池,其能量密度也越高。以寧德時代已經能下線裝車的NCM811動力電池為例,其電池最大單體能量密度可以達到245Wh/kg。而磷酸鐵鋰方面,目前電池單體能量密度也大體可以保持在160Wh/kg水平以上。

面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

而說回鈉離子電池,就算是寧德時代釋出的資料,其電芯單體能量密度也不過160Wh/kg,即剛剛逼近磷酸鐵鋰電池的水平。可是在此之外,鋰離子電池還具有迴圈壽命更長等優勢。特別是磷酸鐵鋰電池,目前已經能夠實現迴圈壽命3000-6000次的水平,而鈉離子電池往往還徘徊在1000多次。

鈉電池:全方位的更便宜

那麼明明鋰離子電池效能更好,而且三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在個性上也構成了不錯的產品互補,為什麼現在又感覺鈉電池要迎頭趕上了呢?其中最大的原因還是在成本,而且是全方位的成本優勢。

面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

首先是原材料方面,鋰礦價格近年來可謂坐上了火箭。在2020年末,碳酸鋰價格當時僅為5萬元左右/噸,而今年3月份,其價格一度突破50萬元/噸。而且鋰礦資源不僅少,而且還比較集中在南美洲地區。相較之下,鈉資源的地殼豐富程度是鋰的400多倍,且分佈更為均勻,當然價格也就更加便宜。據悉,金屬鈉的價格,也不過2萬元左右/噸。

面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

而在電池製造過程中,由於鈉離子不會與鋁發生反應,所以電池的負極可以採用鋁做集流體,而相對的,鋰電池只能用銅。包括負極材料也沒必要使用石墨,而是由其它軟碳材料替代。甚至在正極材料中,鈉電池也可以使用更為廉價的金屬,比如鐵、錳、鎳等。最後,由於鈉電池的工作原理與鋰電池極為接近,所以在生產裝置上與鋰電池有很強的相容性。總之,就是從材料、原理到製造,鈉電池都能一省再省。據相關推算,鈉離子電池最終的成本或許可以做到比鋰離子電池少30-40%的水平。再加上,根據目前純電動車的成本構成,動力電池大約要佔到整車成本的三分之一左右。疊加下來,一臺純電動車的成本應該可以減少15%左右。

面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

此外,採用鈉電池還有一些“意外的收穫”。比如鈉顯然沒有鋰那麼活躍,所以無論是快充場景,還是使用過程中,鈉電池都會表現的更為穩定,所以鈉電池也具備更強的快充潛力。甚至由於鈉的熔點更低,所以鈉電池理論上也很適合做固態電池。所以這也決定了鈉電池路徑並非是心血來潮,或者僅僅是圖便宜。某種程度上,它在技術上也具有很強的發展潛力。

面對卡脖子,寧德時代要用鈉電池讓電動車降價15%,能行得通?

但最後不得不補充一下,鈉電池在效率低、壽命短、放電快等方面的天然劣勢,與新能源車在消費端日益增長的高品質需求,是難以匹配的。這點無論是對比三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池都是如此。鈉電池更多扮演了鋰電池身後的補充角色,畢竟此前的鉛酸電池肯定無法在動力電池板塊大展拳腳。當新能源車能夠在終端帶來更多廉價產品的時候,有關汽車電氣化轉型的爭議或許就只剩水到渠成了。