在寧德時代技術(shù)圖譜中,鈉電并非是為了制衡鋰電而存在。相反,寧德時代認(rèn)為,鈉電不僅是實現(xiàn)資源自由的關(guān)鍵一環(huán),更因其獨(dú)特價值,將是對整個能源進(jìn)行重構(gòu)的一個起點。
“要做到資源或者能源的自由,我們的目標(biāo)是大量推廣鈉電。”寧德時代首席技術(shù)官高煥日前在接受電池中國等平臺訪談時指出。
01
鈉電有其獨(dú)特價值
盡管,當(dāng)前鈉電在能量密度上還不如磷酸鐵鋰電池,但其低溫性能優(yōu)異、安全性能高、高倍率放電溫升小、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢,仍意味著其在眾多場景,相較于現(xiàn)有鋰電池有巨大潛力。
高煥指出,在鈉電領(lǐng)域,產(chǎn)業(yè)界應(yīng)專注需求導(dǎo)向型的創(chuàng)新,寧德時代對于鈉電的研發(fā)和投入,是希望技術(shù)突破和應(yīng)用回歸到真實的場景需求。
在高煥看來,鈉電相較于鋰電,其最大的優(yōu)勢是低溫性能非常好。
傳統(tǒng)鋰電池在零下20℃以下,性能就會出現(xiàn)嚴(yán)重衰減,冬季續(xù)航腰斬、充電速度緩慢、運(yùn)營效率難保障,掣肘著電動化的進(jìn)一步發(fā)展。
日前,寧德時代發(fā)布的天行II輕商低溫版解決方案,在新能源輕型商用車領(lǐng)域率先導(dǎo)入鈉離子電池。據(jù)寧德時代介紹,該鈉離子電池在零下20℃,依然保有92%以上的可用電量;在零下30℃,即使電芯完全凍透,照樣可以即插即充。“即便到零下40℃,鈉電仍然能正常工作,展現(xiàn)出了非常明顯的(低溫)優(yōu)勢。”
在動力方面,即使在10%SOC極端虧電狀態(tài)下,零下30度極寒條件下,鈉電依然支持滿載攀越10°坡道。
作為對比,傳統(tǒng)鋰電池在零下溫度環(huán)境中,需要給電池自加熱才能啟動,這無形中也會消耗電量,從而影響車輛續(xù)航。
在寧德時代看來,東北、西北等一些凍土高寒地區(qū)的運(yùn)營市場,鈉電本身具備的一些性能優(yōu)勢,將是鋰電無可比擬的,這一市場未來鈉電將大有可為。
其次是鈉電的安全性能。據(jù)寧德時代介紹,其研發(fā)量產(chǎn)的鈉電池,即使經(jīng)歷鋸斷、電鉆、多向擠壓等“地獄級”濫用測試,都不會起火,更不會爆炸。
再者,還有鈉電的高倍率放電低溫升優(yōu)勢。據(jù)高煥介紹,鈉電在高倍率放電,比如5C放電的時候,電池發(fā)熱溫升不會超過5℃。
作為對比,鋰電池在大倍率放電時,溫升較快,需要在熱管理方面做非常復(fù)雜的設(shè)計,以確保鋰電池在高倍率放電時的可靠性和安全性。
最后,鈉電的循環(huán)壽命,也要比磷酸鐵鋰、鉛酸電池高很多。寧德時代董事長曾毓群曾提出,新能源產(chǎn)業(yè)正站在新的十字路口,從高速度到高質(zhì)量,從局部突破到全域增量,將迎來一個更廣闊、更系統(tǒng)的增長時代。“商用車、乘用車、電動船舶和儲能是發(fā)展零碳社會的重要路徑,鈉電池獨(dú)特的低溫性能、安全性能和循環(huán)優(yōu)勢,將在全域增量的零碳社會發(fā)展上,擁有非常大的一片天空。”高煥補(bǔ)充道。
02
能量密度三年內(nèi)趕上現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池
現(xiàn)階段,鈉電池的能量密度仍然是短板之一,也是其無法與鋰電相抗衡的核心痛點。
然而,在高煥看來,這并非不可逾越。“回想鋰電池過去15年的發(fā)展歷程,2012年寧德時代給寶馬配套的電動車型,搭載的是磷酸鐵鋰電池,續(xù)航只有200公里左右。而今天我們推出的純電乘用車?yán)m(xù)航,可以輕輕松松突破1000公里。”高煥進(jìn)一步解釋道,這意味著什么,過去十多年來,磷酸鐵鋰自身電芯到PACK效率都在不斷提升,“回過頭來,我們看現(xiàn)在的鈉電池,也肯定會沿著這樣一個路線發(fā)展,不過我們在鋰電池方面,積累了非常多的技術(shù)、工藝,會讓鈉電的發(fā)展斜率曲線更快(到來)。”
盡管,現(xiàn)階段鈉電能量密度,仍然比磷酸鐵鋰低,但高煥認(rèn)為未來三年,鈉電的能量密度基本上可以做到,與現(xiàn)在磷酸鐵鋰電池差不多。
值得一提的是,現(xiàn)階段磷酸鐵鋰電池能量密度,已經(jīng)可以廣泛滿足新能源乘用車、商用車、電動船舶、儲能等絕大多數(shù)場景需求。如若真如高煥所預(yù)測,未來鈉電能量密度可以接近現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池,再加上其循環(huán)、安全、低溫等優(yōu)勢,預(yù)計會有更大用武之地。
事實上,除了已經(jīng)確認(rèn),今年將在輕型商用車領(lǐng)域,量產(chǎn)裝車鈉電池,據(jù)高煥介紹,寧德時代已經(jīng)規(guī)劃將鈉電應(yīng)用到乘用車領(lǐng)域。據(jù)高煥透露,寧德時代與京東、埃安聯(lián)合推出的埃安UT super,將提供鈉電版本,含充電和換電車型,今年第二季度將量產(chǎn)裝車。
根據(jù)寧德時代規(guī)劃,隨著鈉電產(chǎn)能逐漸釋放,未來除了新能源乘用車、商用車,還將在工程機(jī)械等領(lǐng)域落地。
03
鈉電的成本優(yōu)勢,遠(yuǎn)不只資源本身
在地殼資源儲量中,鈉的豐度是鋰的四百余倍。正是基于這一事實,業(yè)界認(rèn)為鈉不僅可以實現(xiàn)資源自由,不被卡脖子,還將比鋰更便宜。
不過,現(xiàn)階段鈉電的整體成本要比鋰更貴。
“鋰電池發(fā)展了這么多年,整個供應(yīng)鏈非常完整、齊全,效率也非常高。鈉電今年在成本上還做不到比鋰低。”高煥認(rèn)為,但是從未來兩到三年來看,寧德時代的目標(biāo),就是要將鈉電做到比現(xiàn)在的鋰離子電池更具經(jīng)濟(jì)性。
據(jù)悉,寧德時代在鈉電正極材料、工藝、裝備等領(lǐng)域,與戰(zhàn)略合作伙伴進(jìn)行了廣泛的前期布局。可以預(yù)見,在寧德時代等頭部企業(yè)帶動下,尤其是其鈉電開始產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,整個行業(yè)會快速跟進(jìn)。
除了資源和產(chǎn)業(yè)鏈健全帶來的降本,在高煥看來,鈉電其獨(dú)特的產(chǎn)品性能優(yōu)勢,也會推動鈉電更具經(jīng)濟(jì)性。
一方面,鈉電有著優(yōu)異的低溫性能,在做系統(tǒng)集成設(shè)計時,可以進(jìn)行精簡設(shè)計,不像鋰電需要復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計,這種“極簡設(shè)計”可以帶來經(jīng)濟(jì)性和性能上更好的體驗。
其次,鈉電大倍率放電,升溫低(鈉電5C放電,溫升不超過5℃),不需要額外降溫設(shè)計,熱管理難度降低,熱管理設(shè)計也可以進(jìn)一步優(yōu)化。這些優(yōu)點,未來都會推動鈉電的電池包成本,相較鋰電池低很多。
因此,從長遠(yuǎn)來看,隨著技術(shù)成熟、產(chǎn)業(yè)鏈完善、應(yīng)用場景持續(xù)適配,鈉電規(guī)模放量,其未來的市場空間,或遠(yuǎn)高于目前業(yè)界想象。
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