鈉離子電池,正在“悶聲發大財”。
新能源汽車產業蓬勃發展的內驅力之一,便是電池技術的持續創新。
除了鋰電池這一主流技術路線,固態電池、鈉離子電池等新興技術也在嶄露頭角,并有望重塑行業格局。
在技術迭代的聚光燈下,鈉離子電池如深耕大地的務實者一般,已悄然實現了從實驗室向產業化的覆蓋。
中科海鈉于3月28日宣布,鈉離子電池商用車解決方案全球首發,這一舉動無疑推動鈉離子電池應用邁出關鍵一步。與此同時,寧德時代與比亞迪作為電池企業的領頭羊也相繼透露鈉離子電池的最近進展。
圖片來源:寧德時代
“現在鈉離子電池已經走到了產業化階段,規模化應用即將展開。目前是鈉離子電池行業產業突破的前夕,市場爆發點即將到來。”北京中科海鈉科技有限責任公司總經理李樹軍在接受蓋世汽車采訪時如此強調。
在電池行業邁入TWh時代背后,鋰電產業仍受制于資源、碳酸鋰價格以及安全性能等問題。
面對鋰電之“困”,鈉電技術能否成為“解藥”,引領行業邁向新篇章?答案正悄然浮現。
技術迭代背后的產業信號
根據中國汽車動力電池產業創新聯盟(簡稱““動力電池聯盟”)發布的數據,去年一季度,鈉離子電池的裝車量達0.7MWh,配套電池企業只有寧德時代。到了7月份之時,裝車量已經達1.5MWh,除了寧德時代,配套的企業增加了孚能科技與中科海鈉。
不可置否,這標志著我國鈉電池正加速進入商業化應用階段。與之相呼應的則是,近段時間,鈉離子電池又迎來了不少新進展。其中,中科海鈉發布的鈉離子商用車解決方案尤為引人矚目。
隨著全面電動化時代的到來,以乘用車領銜的電動化已走過了大半程,新能源市場正同步開啟商用車電動化征程。在李樹軍看來,商用車市場前景廣闊且應用場景多樣,除城市公交外,其余商用車場景的電動化率大都不足10%,隨著行業的快速發展,終端用戶對動力電池系統提出了更高要求。
在這樣的背景下,中科海鈉發布的商用車鈉離子電池解決方案,實現了“少裝、快充、多用”三大特性,這更是全球首次鈉離子電池在電動重卡上的應用落地。
圖片來源:中科海鈉
據悉,該方案針對不同場景的差異化需求,提供海星K150、海星K210、海星K280和海星K350四款產品型號,前兩款產品專為短倒運輸場景設計,后兩款產品則精準定位于物流運輸領域的技術需求。
據產品數據顯示,該方案所用電芯能量密度突破165Wh/kg,能在20-25分鐘快速完成100%充電,且快充模式下循環壽命仍能超過8000次,電池剩余電量測算精度能精準至2%以內,整包快充溫升≤10℃,結合-40℃至45℃寬溫域穩定放電的性能優勢,有效降低電池能量損耗,大幅提升電量利用率,為商用車提供全天候可靠支撐。
那么,為何企業要將鈉離子電池應用場景瞄準在商用車領域?
中關村物聯網產業聯盟副秘書長袁帥表示,商用車對電池的成本、安全性和穩定性有著較高要求,鈉離子電池在這些方面的優勢較為突出。商用車市場作為鈉離子電池的突破口,市場前景和量產預期均較為樂觀。
對于電池行業的技術創新,曾毓群曾經直言,“電池行業充滿了諸多挑戰,尤其是在電氣化和化學領域的不斷探索中,只有通過不斷創新才能領先于市場。”
寧德時代自2021年7月正式發布第一代鈉離子電池,一直致力于釋放鈉離子電池的潛力,讓其能夠站在聚光燈下。
值得注意的是,寧德時代也在近期業績說明會上透露,其第二代鈉離子電池研發取得重大進展,性能指標已接近當前主流的磷酸鐵鋰電池(LFP),且規模化應用后成本優勢將進一步凸顯。
3月24日比亞迪發布的年報也披露了鈉電池研發項目:已實現了200Ah的電芯容量,10000+圈的循環性能,以及優于鋰電的安全性、功率性、高低溫性能等。目前已達成了MWh級儲能系統的落地。
做鋰電產業發展的“平衡器”
根據動力電池聯盟的統計,包括全部車用動力電池和大部分儲能電池,我國2024年共產銷鋰離子電池1096.8GWh和1039.5GWh。這意味著,經過此前的發展壯大,我國鋰電池已進入太瓦時(TWh)時代。
“TWh”時代這一輝煌成就的背后,離不開鋰電產業鏈上下游企業對市場前景的堅定信心、對技術創新的不懈追求,以及有遠見的戰略布局。然而,鋰電行業當下面臨嚴峻的競爭形勢也不容忽視,價格內卷、經營挑戰等一系列問題也在集中體現。
比如,碳酸鋰價格波動給產業鏈帶來的震蕩。受國內新能源汽車銷量猛增影響,碳酸鋰電池自2021年起出現供不應求的現象,碳酸鋰價格也一路走高。隨著供應量逐漸飽和,碳酸鋰價格也自2022年底回落,并逐漸走低。
曾經,有“鋰”走遍天下。如今,隨著終端需求放緩,鋰價一路走低。這也讓鋰電產業鏈企業在經營中體驗到了坐“過山車”的感覺。有“鋰王”之稱的贛鋒鋰業,在2024年出現了虧損,這也是其自2010年上市以來的首次虧損。
圖片來源:寧德時代
相比之下,鈉離子電池因其具備的高性價比,以及可以突破資源瓶頸而備受期待。鈉離子電池中不含鋰、鈷等過去動力電池所必須的元素。其次,鈉的地殼豐度在2.75%,400倍于鋰。比亞迪也在財報中提到,鈉資源全球儲量豐富,可有效應對鋰資源短缺的風險。
有行業人士也表示,“鈉電技術來得正是時候。現在碳酸鋰價格跟過山車似的。這下算是給車企們松了綁。”
中國科學院物理研究所清潔能源實驗室主任胡勇勝也公開表示:“鈉離子電池一旦規模化量產,其實對我國鋰電產業的發展也起到“平衡器”的作用,鋰電價格就不會像以前劇烈波動了。”
再如,鋰電安全問題仍舊存在。此前,鋰電池由于高能量密度受到企業和市場的追捧。如今,隨著新能源汽車滲透率逐漸提升,鋰電池安全性問題也在逐步凸顯。
李樹軍表示,鈉離子電池的快充直接充滿且依然可以保持長壽命的特性,相對于鋰離子電池,也包括未來的固態電池,都是具備明確優勢的。比亞迪在財報中也提到,其生產的鈉離子儲能電池具有更為優秀的安全性、循環性能以及合理可控的成本,可進一步提升企業產品的競爭力。
對于鋰電之“困”,鈉電與其形成了很好的互補。因此,袁帥認為,對于鈉離子電池的發展應保持客觀和理性的態度,未來鈉離子電池和鋰電池將處于相互補充、共同發展的關系。
可以說,鈉離子電池憑借資源豐富、成本低、安全性高的優勢,作為鋰電池的重要補充,正加速融入新能源產業鏈,為全球能源轉型提供新的技術路徑。
有望沖擊磷酸鐵鋰的防線
回顧鈉離子電池的車用發展歷程,是企業穩扎穩打、磨練產品性能的歷程。
2021年7月,寧德時代發布第一代鈉離子電池,既可應用于各種交通電動化場景,尤其在高寒地區具有突出優勢,又可靈活適配儲能領域全場景的應用需求。2023年4月,在奇瑞iCAR 品牌之夜上,寧德時代宣布鈉離子電池將首發落地奇瑞車型。
2023年底,孚能科技與江鈴新能源合作推出的首款鈉離子電池純電A00級車型—江鈴易至EV3(參數丨圖片)正式下線。
2024年1月,江淮釔為在安徽安慶正式向用戶批量交付鈉電版“花仙子”。該車型搭載由中科海鈉供應的32140鈉離子圓柱電芯,該款電芯單體容量12Ah,能量密度≥130Wh/kg,采用銅基層狀氧化物+硬碳的技術路線。
圖片來源: 江淮釔為
如今來看,鈉離子電池處于哪個階段?在李樹軍看來,“目前是鈉離子電池行業產業突破的前夕,市場爆發點即將到來,看誰能踢好這臨門一腳。”
據悉,比亞迪也在致力于超長壽命、超級安全、極低成本的新化學體系開發,打通了鈉電的生產工藝,達成了MWh級儲能系統的落地,為鈉電的規模化奠定了堅實的基礎。
寧德時代也從未放棄對鈉離子電池的研發。在2021年寧德時代第一代鈉離子電池發布之時,其創新的鋰鈉混搭電池包也在發布會上首次亮相。去年10月,寧德時代發布了用于增程/混動車型的驍遙超級增·混電池,正是鋰鈉互補的落地最佳體現。
寧德時代首創的鋰鈉AB電池系統集成技術,讓鈉電池和鋰電池集成于同一個電池包,并將鈉電池布置在PACK的低溫區,從而打破了系統的低溫瓶頸,低溫續航再提升5%。既彌補了鈉離子電池在現階段能量密度的短板,同時又發揮出其低溫性能好的優勢,形成了“1+1>2”的解決方案。
目前,驍遙超級增·混電池已經在理想、阿維塔、深藍、長安啟源、哪吒汽車落地,還將有多個品牌的約30款車型搭載。
寧德時代更是表示,第二代鈉離子電池技術突破有望為新能源行業帶來新的競爭變量。
寧德時代首席科學家吳凱此前就表示過,第二代鈉離子電池已經研發完成,并具備在極端嚴寒環境下正常工作的能力。吳凱還表示,第二代鈉電池預計將于2025年推向市場,該電池能夠在零下40度的嚴寒環境中正常放電,這一突破性的性能使其有望在極嚴寒地區實現大規模應用。
目前,LEP電池的能量密度普遍在120-180Wh/kg,結合2021年發布第一代鈉離子電池時曾毓群定下的目標——下一代鈉離子電池密度研發目標是200Wh/kg以上,可以推測,寧德時代第二鈉離子電池能量密度有望與LEP持平,甚至是超越。在之前的采訪中,曾毓群表示過對第二代鈉離子產品充滿信心,認為未來將逐步替代部分小型車中的磷酸鐵鋰電池。
產業鏈為規模化做準備
在李樹軍看來,鈉離子電池因其快充無損、低溫無阻、過放無憂、資源無限的獨特優勢,未來將與鋰離子電池共同構建“雙輪驅動、優勢互補”的新能源產業新生態,共同支撐起電動中國、綠色未來的產業夢想。
據悉,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。早在第一代鈉離子電池發布之時,寧德時代就已經啟動相應的產業化布局。
早在2022年,欣旺達就攜手容百科技、中科院寧波材料所等單位,共同承擔工信部鈉離子電池正極材料產業化項目,推動產業鏈協同發展。3月22日,國家知識產權局公布了貝特瑞的一項鈉電負極材料專利,進一步優化了鈉電池的容量和動力學性能,再次為鈉電技術突破添磚加瓦。
如今,鈉離子電池產業鏈產能正在不斷擴張。
圖片來源:寧德時代
在四川,廣東揚廣科技將在雅安經開區投資建設鈉離子正極材料及電池項目,雙方于4月7日簽訂了《鈉離子正極材料及電池項目投資協議》。
據悉,該項目由雅州集團下屬國資公司牽頭引進,計劃總投資約5億元,一期建設年產1000噸鈉離子正極材料生產線,二期建設年產5000噸鈉離子正極材料生產線,三期建設年產1GWh鈉離子電池生產線。其中,一期項目預計將于今年投產。
欣旺達在2023年就推出了超低溫鈉離子電池,具備高能量密度、高倍率放電、超低溫適應性及高安全性,可滿足A00級至A級BEV及PHEV的應用需求,推動鈉電進入實用化階段。
此外,鈉離子電池的應用場景也在逐步拓展。
比亞迪同樣看好鈉電在兩輪車市場的潛力,據此前消息,比亞迪正在深圳實現大圓柱鈉離子電池電動兩輪車充換電綜合應用場景試點,以實現車、柜、電智能一體化。欣旺達在產業化方面,正加快推進鈉電量產落地,計劃在儲能及低速電動車市場率先導入。
值得注意的是,鈉離子電池憑借其獨特的自身優勢,為電池儲能市場提供了另一種選擇。當下,在大力發展新型儲能的背景下,鈉離子電池正在儲能領域大放異彩。
據蓋世汽車了解,中科海鈉實施了“動力電池與儲能電池雙輪驅動”的業務策略。早在2023年,中科海鈉就與江淮集團聯合推出了全球首批鈉離子電動汽車,2024年,與南方電網建成10MWh鈉離子電池儲能電站,與大唐集團建設完成100MWh鈉離子電池儲能電站,并全容量并網進行商業化運行。
近期,中科海鈉參與建成了全國最大的鋰鈉混合構網型儲能電站,是首個1P(1小時率)鈉離子電池儲能項目,首創鈉離子電池規模化參與電網高低倍率復合運行的商業化模式,為新能源高比例接入下的電網動態穩定性提供了創新解決方案。
李樹軍表示,未來中科海鈉將繼續基于鈉離子電池的獨特優勢,不斷開拓鈉離子電池應用新場景。
可以看到,從整個產業鏈來看,企業以技術突破與產業化落地雙輪驅動,可以依托自身成熟的電池制造及供應鏈整合能力,在為鈉離子規模化做準備,搶占市場先機。
結語:當鋰電池深陷資源桎梏與安全焦慮之時,鈉電技術憑借資源優勢、成本競爭力以及安全特性,正開辟出差異化賽道。從寧德時代第二代鈉電池突破200Wh/kg能量密度閾值,到中科海鈉建成百兆瓦級鋰鈉混合儲能電站,鈉電產業化進程正在形成“技術突破-場景驗證-產能擴張”的良性閉環。鈉電并非要顛覆鋰電王朝,而是以互補者姿態構建“雙輪驅動”新生態:前者聚焦能量密度制高點,后者主攻成本安全平衡點。這場技術迭代的本質,實為能源體系多元化戰略的生動實踐。
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