7月29日,寧德時代線上發(fā)布會正式發(fā)布了鈉離子電池,這個舉措或?qū)⒏膶懻麄€行業(yè)格局。寧德時代作為全球動力電池的龍頭,本身就是鋰離子動力電池的核心倡導者,但現(xiàn)在又要發(fā)布全新技術路線的鈉離子電池,這背后的主要原因值得思索。
發(fā)布會上,寧德時代公布了第一代鈉離子電池的相關參數(shù):電芯單體能量密度160Wh/kg,它超出了鈉電池120Wh/kg常規(guī)水平。(但160依然低于磷酸鐵鋰電池的180Wh/kg和三元電池的240Wh/kg)。在常溫下充電15分鐘,電量可達80%,零下20°C低溫的環(huán)境中,仍然有90%以上的放電保持率。
此次寧德時代發(fā)布的第一代鈉離子電池最大看點在于:為了彌補鈉離子電池的低效能,寧德時代提出了AB電池系統(tǒng)解決方案,即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進行混搭,集成到同一個電池系統(tǒng)里,通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制。
寧德時代董事長曾毓群在發(fā)布會上曾說,這屬于“電池化學體系”的創(chuàng)新。寧德時代表示未來不僅要打通鋰鈉混搭的模式,將鈉離子電池裝載到電動汽車上,還要爭取實現(xiàn)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化,讓其成為儲能和動力電池的新選擇。
寧德時代宣布在制造工藝方面,鈉離子電池可以與目前的鋰離子電池制造工藝和設備相兼容。這就進一步降低了電池生產(chǎn)成本。有專家稱,鈉離子電池成本可以比鋰電池低30%左右。
事實上,鈉離子電池電池并不是新技術,它幾乎是與鋰電池一同起步發(fā)展的。20世紀80年代前后,就已經(jīng)有人對這種電池進行研究了。只不過鈉離子的性質(zhì)不同于鋰離子,鋰離子小巧,更容易在各種物質(zhì)中自如穿梭。
鈉離子大且重,容易讓電極材料體積膨脹或者失活,因此能量密度低、循環(huán)壽命短,這曾一度成為制約鈉離子電池發(fā)展的關鍵問題。想讓鈉離子完成儲電、放電的工作,就需要更大的能量和材料來驅(qū)動鈉離子運動,直到科學家們想到了用碳作為鈉離子電池的驅(qū)動介質(zhì)。
那么為什么寧德時代要推出鈉離子電池呢? 直接的原因是中國鋰鹽生產(chǎn)超過60%的鋰原料需要進口,對外依存度較高,而有數(shù)據(jù)顯示,從2020年第四季度開始,鋰的價格就開始不斷攀升,其中,碳酸鋰的價格就從3.8萬元/噸漲至9萬元/噸,漲幅超過130%。
另外一個原因在于鋰電池現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了一個瓶頸,很難再有大的突破,對于寧德時代這種電池龍頭企業(yè)來說需要尋找新的業(yè)務突破點。
擺脫對稀有金屬的依賴,降低自己的成本,找尋“第二增長曲線”是非常重要的。鈉資源遠高于鋰資源,相較之下,鈉資源的地殼豐度是鋰資源的423倍之多,從資源獲取的成本上來說它就要比鋰要低很多。
按寧德時代在發(fā)布會上的介紹,第一代鈉離子電池正極材料采用的是普魯士白和層狀氧化物,而負極材料為硬碳,加上適配的新型電解液,不僅提升了能量密度,更重要地,解決了鈉離子電池在循環(huán)過程中的材料衰減。并且鈉離子電池的惰性似乎成為了優(yōu)點,它的電化學性能相對穩(wěn)定,可以做到針刺時不冒煙、不起火、不爆炸,經(jīng)受短路、過充、過放、擠壓等實驗,鈉離子電池也不起火燃燒。
不過在目前階段,鈉離子電池能量密度低是事實,對于一些重注性能和續(xù)航的高端電動車來說,顯然還是得采用鋰離子電池。失去了與三元鋰在中高端電動車市場競爭的資格,不過在對電池密度要求一般的低端電動車和兩輪車市場,鈉離子電池有很好的發(fā)展前景。寧德宣稱其下一代鈉離子電池能量密度將突破200Wh/kg,如果真是這樣的話,那么它也將取代鋰離子電池的位置了。