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鈉離子電池優(yōu)勢突出 或開啟部分鋰電替換

作者: | 發(fā)布日期: 2021 年 08 月 03 日 9:45 | 分類: 產(chǎn)業(yè)資訊

7月29日,寧德時(shí)代在線上視頻發(fā)布會(huì)中正式公布了其第一代鈉離子電池技術(shù),該電池一經(jīng)推出便引起市場極大的反響。其中,電池結(jié)構(gòu)端,除隔膜可以與現(xiàn)有的鋰離子體系兼容外,其余正極,負(fù)極,電解液等部分均有不同程度的改變。

據(jù)寧德時(shí)代發(fā)布會(huì)公布的電池性能信息來看,這款電池可謂亮點(diǎn)頗多:

為能量密度,據(jù)寧德時(shí)代數(shù)據(jù)顯示,其第一代鈉離子電芯的單體能量密度將達(dá)到驚人的160Wh/kg,為全球最高水平,相對(duì)于當(dāng)前鈉離子電池行業(yè)普遍能量密度的120-130wh/kg提升了約30%。

優(yōu)異的快充性能,該電池在常溫下快充15分鐘能夠充至電量的80%,同時(shí)低溫性能優(yōu)異,在零下20度的低溫環(huán)境下,同時(shí)熱穩(wěn)定性優(yōu)異,容量保持率在90%以上。

該電池的系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上,同時(shí)可以與鋰離子的電池混合通用,將兩種不同的電池混搭,串聯(lián),并通過BMS實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

制造工藝:當(dāng)前鈉離子的制造工藝鋰離子電池類似,其設(shè)備可通用。同時(shí),這一數(shù)據(jù)已經(jīng)接近當(dāng)前磷酸鐵鋰的能量密度水平,遠(yuǎn)超鉛酸電池的50wh/kg。

我們認(rèn)為,鈉離子電池在未來或?qū)?yīng)用到如下場景:

兩輪車電池端:目前寧德時(shí)代發(fā)布的鈉離子電池雖然遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平,不過距離磷酸鐵鋰與三元鋰電池仍有一定的差距,在其能量密度獲得突破性進(jìn)展之前,在汽車端較難進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。不過對(duì)于主要定位于進(jìn)行中短距離移動(dòng),且終端客戶對(duì)價(jià)格極為敏感的兩輪車電池而言,鈉離子電池或許是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。一方面,鈉離子電池因其本身材料原因,主要材料之一的鈉在地殼中豐度為2.75%,遠(yuǎn)高于0.0065%的鋰元素,原料便宜易得,這也使得其一旦進(jìn)行大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化之后,成本將有望比磷酸鐵鋰還要低20%,此外,由于寧德時(shí)代集成系統(tǒng)的特性,其鈉離子電池可以在BMS的精確控制下與鋰離子電池混合搭配使用,使電池包達(dá)到能量密度與成本的平衡,雙因素疊加,降低電池制造成本。另一方面,雖然鈉離子電池160wh/Kg的能量密度相較鋰離子電芯仍稍顯不足,不過卻遠(yuǎn)高于當(dāng)前兩輪車電池中主流鉛酸電池的50wh/Kg,此外2000周左右的循環(huán)性能,安全性能方面也足以滿足兩輪車的使用需求。

高緯度地區(qū)使用場景:鋰離子電池由于其自身特性原因,在寒冷的場景下極易發(fā)生活性降低,內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速率變慢,容量保持率大幅降低的情況,目前市場上雖然也有廠商針對(duì)鋰離子的低溫性能進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,不過普遍成本較高,這也在很大程度上限制了鋰離子電池在高緯度地區(qū)的應(yīng)用與發(fā)展,而據(jù)數(shù)據(jù)顯示,鈉離子電池在-20℃的環(huán)境下仍有90%的放電容量保持率,在-38℃仍可以正常使用,同時(shí)無需進(jìn)行特殊優(yōu)化,成本也將得到有效的控制,該特性在一定程度上拓寬了電池的使用場景,填補(bǔ)該領(lǐng)域的空白。

儲(chǔ)能領(lǐng)域:此前儲(chǔ)能領(lǐng)域如5G基站等多數(shù)采用鉛酸電池,但由于鈉離子電池兼具能量密度高,循環(huán)壽命長,安全性能高,成本較低等優(yōu)點(diǎn),使其在全生命周期成本的角度優(yōu)于鉛酸電池,成為優(yōu)質(zhì)替代品,同時(shí)其具有的優(yōu)秀低溫性能與混搭特性可讓廠商依據(jù)當(dāng)?shù)氐臏囟拳h(huán)境,發(fā)電量用電量,使用場景等進(jìn)行靈活的選擇。

換電領(lǐng)域:在當(dāng)前國家大力發(fā)展換電模式,各大車企也多有向該方向布局的情況下,鈉離子具有的低成本的特性在一定程度上可以降低換電站的建設(shè)成本,在總投資不變的情況下提高換電站平均電池儲(chǔ)備量,同時(shí)其相對(duì)鋰離子電池更為優(yōu)秀的快充性能縮短充電所耗時(shí)間,提高電池的周轉(zhuǎn)率與換電站的日服務(wù)能力,便于廠商縮短投資回收期,加快換電服務(wù)進(jìn)程。而這一點(diǎn)對(duì)于兩輪車換電領(lǐng)域也是同樣適用。

當(dāng)前,鈉離子電池雖然還仍處于產(chǎn)業(yè)化初期階段,不過就目前寧德時(shí)代公布的信息而言,鈉離子電池優(yōu)點(diǎn)較為突出,雖然其能量密度與鋰離子電池仍有一定的差距,暫時(shí)無法應(yīng)用到對(duì)能量密度要求較高的新能源汽車領(lǐng)域,不過其具有的成本優(yōu)勢,快充性能,低溫性能等使其可以與鋰離子電池實(shí)現(xiàn)差異化定位,在兩輪車,儲(chǔ)能,換電,及部分高緯度場景實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池的部分替代。

來源:今日有色

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