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更多企业“染指” 钠离子电池2023年装车在望

发布时间:2023-01-10 15:50:28   来源:中国汽车报网    浏览次数:

编前:一年又一年,中国汽车行业前进的步履不停。在产业变革的洪流中,零部件行业一马当先,抢抓机遇。然而,市场的发展并非一帆风顺,在全球政治经济形势变化等因素的影响下,包括零部件供应商在内的整个汽车产业链也面临着严峻的挑战。
  对零部件行业而言,2023年将是披荆斩棘的一年。在不同的细分市场、在供应链的方方面面,整车及零部件行业不仅要塌下心来筹谋、深思远虑决策,更需果敢高效行动。新年伊始,本专刊策划了“进击的2023”系列报道,从不同领域和角度切入,以“坐而论道”的方式反映行业趋势、市场动向以及企业的所感、所思、所惑。
  踏入新的一年,钠离子电池正在新能源汽车的“赛道”上疾驰而来。
  年内,比亚迪海鸥或配装孚能科技的钠离子电池;江铃新能源也将与孚能科技合作开发钠离子电池,并计划今年上车;蜂巢能源已完成第一代钠离子电池开发;国轩高科正在进行钠离子电池样品生产……近日,钠离子电池相关进展密集发布,多家企业都在为2023年钠离子电池产业化“元年”蓄势。
  “我国率先实现了材料和电芯的量产,正式开启钠离子电池产业化‘元年’。”中科院物理所研究员、中科海钠董事长胡勇胜所言,点明了这一行业趋势。
  迭代量产上车“一条龙”
  钠离子电池由“冷”到“热”,宁德时代等企业的推动功不可没。
  2021年7月,宁德时代发布了第一代钠离子电池,其电芯单体能量密度达到160Wh/kg,15分钟就能充电80%,在零下20℃的低温环境仍能保持90%以上的放电率。如今,宁德时代已在规划第二代钠离子电池,将把能量密度提升到200Wh/kg以上,与磷酸铁锂电池相当。“宁德时代已启动相应的产业化布局,2023年将形成基本产业链。”宁德时代研究院副院长黄起森介绍称。
  “国轩高科正在进行钠离子电池样品的开发和生产。”国轩高科工程研究总院副院长徐兴无向记者透露。他表示,钠离子电池作为目前备受关注的技术路线,国轩高科也紧跟行业需求,把握研发技术方向,积极与海内外院校及机构合作进行相关技术开发和应用。
  “近期对比亚迪开发固态电池、钠离子电池的传言均为不实信息。”尽管比亚迪近日进行了“辟谣”,但并没有耽误钠离子电池在其新车型上的应用。“2023年二季度,率先配备孚能科技纳离子电池的车型将是比亚迪海鸥,续驶里程300公里。”孚能科技方面表示。据悉,孚能科技还将与江铃新能源开展钠离子电池研究,相关配套车型将于2023年上市销售。目前,其生产的钠离子电池产品已处于集中送样阶段,满足A0级车需求,2024年将满足A级车需求。孚能科技还计划将赣州工厂部分三元锂电池产能转向钠离子电池。
  近日,亿纬锂能也发布了第一代大圆柱钠离子电池产品,正极采用层状氧化物材料,负极采用硬碳,能量密度为135Wh/kg。蜂巢能源的第一代钠离子电池原型样品已完成,能量密度为110Wh/kg;第二代钠离子电池产品正在开发中,预计2023年一季度完成设计定型,能量密度为135Wh/kg;其计划2023年四季度完成能量密度达160Wh/kg的钠离子电池开发。
  发挥优势与补齐短板
  “从产业和技术角度看,越来越多的企业参与开发钠离子电池,原因是既有压力,也有动力。”在华东新材料技术研究院研究员林澍文看来,一方面,目前全球已探明的锂资源量为3950万吨,其中近73%集中于南美少数国家。虽然理论上锂可供开采385年,但目前逐步加速的锂资源消耗情况值得关注。有预测称,到2025年,全球新能源汽车销量将达到1560万辆,由此带来的锂电池材料需求矛盾将进一步加剧。而且,2022年碳酸锂价格一度每吨超过60万元,已成为电池供应商及整车企业“不能承受之重”。相比较而言,地球上锂的含量只有0.0065%,而钠的含量有2.75%,无论在储量上还是成本上,钠离子都是优选。另一方面,动力电池市场需求持续增长、也需要寻求安全性更好的产品。
  山东省电池工业协会顾问谢瑜忠在接受记者采访时表示,本着实事求是的科学态度看,动力电池还没有完美无缺的材料和技术,钠离子电池既有长处也有短板,开发者也在想方设法扬长避短,提升其能量密度。
  北京大学新能源材料与技术实验室主任其鲁向记者分析道,与锂离子电池相比,钠离子电池具备低温性能好、适合快充、安全稳定等优点,而且性价比优势突出。在安全性能上,锂离子电池电流密度越大,枝晶锂生长越快,带来的风险就是刺穿电池内部结构,造成短路自燃;而钠离子电池产生枝晶的概率较低,自燃概率也低。在性价比上,目前,锂离子电池必需的电池级碳酸锂价格依然在每吨58万元上下浮动;而金属钠的价格不过每吨2万元,钠离子电池最终成本比锂离子电池低30%~50%。现阶段,动力电池的成本约占整车成本的1/3,由此,一辆电动汽车的成本可降低约15%。而且,钠离子电池无过放电特性,允许放电到零。而锂离子电池放电电压至额定电压的0.9倍就不能再继续,否则会导致电池损坏。此外,对于电池生产企业而言,现有电池生产设备可以直接用来生产钠离子电池,能做到节约成本。
  不过,钠离子电池也存在有待克服的短板。林澍文介绍称,钠离子电池能量密度较低是个技术难题,现有能量密度为100~160Wh/kg,而磷酸铁锂电池能量密度为200Wh/kg左右,三元锂电池能量密度为240~300Wh/kg。因此,在车上配装电池重量相同的情况下,钠离子电池的续驶里程只有三元锂电池的67%。同时,目前钠离子电池循环寿命相对较短,磷酸铁锂电池平均循环寿命6000次左右,三元锂电池平均循环寿命3000次左右,而目前钠离子电池的平均循环寿命只有约2000次,仅是磷酸铁锂电池的1/3。
  在A00/A0级乘用车上“破冰”
  为了使钠离子电池逐渐在新能源汽车上发挥更大作用。越来越多的企业正在加速推进技术攻关。日前,亿纬锂能方面透露,下一步将采用“聚阴离子/层状氧化物+硬碳/软碳”的技术体系,计划2024年使钠离子电池能量密度达到140~160Wh/kg,循环寿命超6000次,成本为0.35元/Wh;2026年在此能量密度基础上,循环寿命超1万次,成本可低至0.2元/Wh。据悉,目前电池行业的平均成本,是磷酸铁锂电池0.6元/Wh,三元锂电池0.8元/Wh。
  “钠离子电池目前还存在效率较低、放电较快等不足,所以目前通常适用于低速、续驶里程300公里以内的A00及A0级乘用车。”林澍文表示。
  “在乘用车领域,钠离子电池有望在成本较为敏感的A00/A0级车上快速渗透,而后随着技术进步逐渐拓展市场。”谢瑜忠认为,2023年作为钠离子电池商业化“元年”,企业会实现量产出货,随着多方面条件的完善,2024年或迎来规模化应用。
  最近,工信部锂离子电池及类似产品标准工作组组长何鹏林表示,钠离子电池2026年将达到369.5GWh的发展规模;工信部将制定钠离子电池的标准体系。“2022年四季度已上报钠离子电池安全和性能等4项国家标准,下一步将对钠离子电池正极、负极材料标准启动立项工作。”他透露。
  当前,任何一种有前景的新技术既会吸引龙头企业纷纷入局,也不可避免会成为投资热点。对钠离子电池而言,情况就是如此。2022年4月,华为通过旗下投资平台哈勃科技认购中科海纳13.3%股份,成为其第3大股东。中科海纳是国内第一批专注于钠离子电池开发与制造的企业,拥有多项钠离子电池材料组成、结构、制造和应用的核心专利。同年12月,美团旗下北京酷讯科技投资钠离子电池企业湖州超钠新能源科技有限公司,持股比例10%。
  记者了解到,在刚刚过去的2022年,A股钠离子电池板块有13家个股股价涨幅为正,其中涨幅超过20%的有7家,涨幅最高的传艺科技全年上涨超过266%,成为A股中的年度大牛股之一。此外,维科技术、普利特、蔚蓝锂芯、顺灏股份等上市公司都纷纷切入钠离子电池“赛道”,或增加投资,或扩大产能,或深化合作,抢抓产品商业化机遇。
  “2023年进入商业化‘元年’后,钠离子电池相关技术及产业链的完善会逐步加速,参与企业将越来越多。从材料和技术角度看,钠离子电池或将比全固态电池发展更快,由此将逐步形成产业发展的新格局。”林澍文认为。