中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：經(jīng)過多年沉淀，鈉電——這個(gè)曾被視為“鋰電備胎”的技術(shù)正從小規(guī)模應(yīng)用逐步走向市場(chǎng)中心。
4月21日，寧德時(shí)代發(fā)布首個(gè)鈉離子電池品牌——“鈉新”和基于雙獨(dú)立能量區(qū)設(shè)計(jì)的驍遙雙核電池?！按舜吴c電體系的突破意義重大，鈉電的成熟加速了‘多核時(shí)代’的到來。”寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群表示，鈉電將協(xié)同其他電池技術(shù)，讓場(chǎng)景定制化成為現(xiàn)實(shí)，消費(fèi)者無需在續(xù)航、售后、安全、快充等維度進(jìn)行妥協(xié)，帶領(lǐng)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)從參數(shù)推動(dòng)階段走向需求引領(lǐng)階段。
經(jīng)過多年沉淀，鈉電——這個(gè)曾被視為“鋰電備胎”的技術(shù)正從小規(guī)模應(yīng)用逐步走向市場(chǎng)中心。值得注意的是，鈉與鋰的競(jìng)合關(guān)系，不僅是電池能量密度、成本參數(shù)的簡(jiǎn)單對(duì)比，背后更是對(duì)產(chǎn)業(yè)韌性、場(chǎng)景適配、市場(chǎng)需求、技術(shù)迭代路徑的系統(tǒng)性考量。
首次大規(guī)模量產(chǎn)
鈉電依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)工作，與鋰離子電池工作原理相似。鋰資源高度集中于南美“鋰三角”等少數(shù)區(qū)域，易受國(guó)際供應(yīng)鏈影響。鈉元素廣泛存在于地殼和海水中，全球分布廣、開采易、成本低，不受地緣風(fēng)險(xiǎn)影響，是天然具備戰(zhàn)略安全屬性的金屬資源。
近年來，經(jīng)歷幾輪諸如鋰電池原材料漲價(jià)、產(chǎn)品供不應(yīng)求等問題，鈉電池價(jià)格低廉、無資源限制、產(chǎn)線可以快速切換等優(yōu)勢(shì)逐漸被市場(chǎng)放大，作為鋰電池替代技術(shù)路線獲得快速發(fā)展。2021年，寧德時(shí)代發(fā)布其第一代鈉電池產(chǎn)品，將這一技術(shù)路線推向公眾視野。2023年被業(yè)內(nèi)稱為鈉電池發(fā)展元年，包括以寧德時(shí)代、孚能科技等為代表的鋰電大廠與以中科海鈉、眾鈉能源等為代表的鈉電新勢(shì)力，越來越多的公司開始披露其鈉電池產(chǎn)品的相關(guān)布局、性能指標(biāo)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一批配套企業(yè)，成功完成產(chǎn)業(yè)“0”到“1”的積累，形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈。
但隨著鋰電池原材料價(jià)格大幅跳水，以磷酸鐵鋰電池為代表的鋰電池價(jià)格快速下行，處于產(chǎn)業(yè)化初期的鈉電池卡在成本和技術(shù)關(guān)口，一度陷入商業(yè)化瓶頸。
此次寧德時(shí)代推出的鈉新電池突破了材料的性能邊界，并在鈉電池的倍率、安全及低溫性能優(yōu)勢(shì)方面找到理想解決方案。鈉新電池包括乘用車動(dòng)力電池和24V重卡啟駐一體蓄電池，其中，納新乘用車電池在零下40攝氏度環(huán)境下仍能保持90%的可用電量，能量密度達(dá)175瓦時(shí)/千克，支持峰值5C的充電速率和500公里續(xù)航，超1萬(wàn)次循環(huán)壽命，該電池將于今年12月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；納新24V重卡啟駐一體蓄電池使用壽命突破8年，全生命周期總成本較傳統(tǒng)鉛酸蓄電池降低61%，將于今年6月量產(chǎn)，率先搭載于一汽解放重卡上。
“‘鈉新’品牌的發(fā)布，標(biāo)志著龍頭企業(yè)正式將鈉電技術(shù)推向市場(chǎng)化階段，對(duì)鈉電產(chǎn)業(yè)化具有重要意義?！苯K眾鈉能源首席科學(xué)家趙建慶向《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，龍頭企業(yè)的技術(shù)突破，提升了鈉電產(chǎn)業(yè)鏈信心，促進(jìn)上下游協(xié)同，推動(dòng)鈉電成本快速下降。
或替代磷酸鐵鋰電池一半市場(chǎng)
成本是技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用的關(guān)鍵因素。目前鈉電電芯價(jià)格為0.4元/瓦時(shí)—0.7元/瓦時(shí)，仍高于0.3元/瓦時(shí)的磷酸鐵鋰電芯，在此背景下，鈉電的市場(chǎng)前景如何？
“盡管碳酸鋰價(jià)格下行，但鈉電池的成本在技術(shù)進(jìn)步的驅(qū)動(dòng)下也在持續(xù)降低。未來，鈉電池一定會(huì)比鋰電池更具成本優(yōu)勢(shì)。”寧德時(shí)代國(guó)內(nèi)乘用車、商用車首席技術(shù)官高煥判斷，隨著鈉電池技術(shù)成熟，其商業(yè)化進(jìn)程加速，有望替代目前磷酸鐵鋰電池一半的市場(chǎng)份額。
電動(dòng)重卡被認(rèn)為是鈉電應(yīng)用拓展的絕佳市場(chǎng)。憑借在快速充電、高能量密度、低溫性方面具有先天優(yōu)勢(shì)，鈉電池契合城市物流、長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)景對(duì)高效補(bǔ)能、全天候運(yùn)營(yíng)的剛性需求。數(shù)據(jù)顯示，2024年，國(guó)內(nèi)電動(dòng)重卡的銷量攀升至8.2萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)140%，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)2027年銷量預(yù)計(jì)將突破30萬(wàn)輛，對(duì)應(yīng)動(dòng)力電池需求量超過120 吉瓦時(shí)，市場(chǎng)潛力巨大。
趙建慶指出，鈉電產(chǎn)業(yè)化已從小規(guī)模商用向規(guī)模化發(fā)展，但尚未完全成熟，需進(jìn)一步加快產(chǎn)能建設(shè)和技術(shù)迭代，提升鈉電的性價(jià)比。與此同時(shí)，加快推進(jìn)低速電動(dòng)車等輕型動(dòng)力、備電換電、啟停電源和基站儲(chǔ)能等應(yīng)用場(chǎng)景的示范項(xiàng)目，在充分的驗(yàn)證基礎(chǔ)上，逐步規(guī)?；瘽B透。
業(yè)內(nèi)人士指出，鈉電的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有其內(nèi)在邏輯，不會(huì)因?yàn)樘妓徜嚨膬r(jià)格波動(dòng)發(fā)生根本轉(zhuǎn)變。鈉電的長(zhǎng)期目標(biāo)是對(duì)鉛酸電池市場(chǎng)替代，并逐步滲透鋰電應(yīng)用市場(chǎng)。但當(dāng)前鈉電規(guī)模化發(fā)展面臨標(biāo)準(zhǔn)體系缺位、應(yīng)用端需求模糊、企業(yè)降本壓力持續(xù)，這些因素導(dǎo)致市場(chǎng)信心不足。
“不同技術(shù)路線在細(xì)分市場(chǎng)各具優(yōu)勢(shì)，鈉電憑借差異化優(yōu)勢(shì)仍具不可替代的競(jìng)爭(zhēng)力和溢價(jià)潛力。”趙建慶進(jìn)一步指出，要實(shí)現(xiàn)替代“50%的磷酸鐵鋰市場(chǎng)份額”的目標(biāo)，仍需較長(zhǎng)周期，這取決于鈉電的技術(shù)迭代和產(chǎn)業(yè)降本速度的協(xié)同推進(jìn)。目前，鈉電已在特定細(xì)分領(lǐng)域展現(xiàn)出替代優(yōu)勢(shì)，比如北方輕型動(dòng)力市場(chǎng)，其優(yōu)異的低溫性能相較于磷酸鐵鋰帶來約10%的溢價(jià)空間。
雙核架構(gòu)開辟新應(yīng)用空間
如何綜合不同電池技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)性能最大化？寧德時(shí)代驍遙雙核電池帶來新解題思路。
所謂雙核電池，即電池包有兩個(gè)“獨(dú)立能量區(qū)”，解決了不同場(chǎng)景的不同需求。主能量區(qū)可以根據(jù)用戶的駕駛習(xí)慣與場(chǎng)景，適配不同化學(xué)體系的電芯，滿足日常用車需求；增程能量區(qū)可采用高比能自生成負(fù)極技術(shù)，提供更大的電量，滿足長(zhǎng)途出行需求。通俗理解，就是將兩種不同化學(xué)成分的電池拼湊一起使用。
寧德時(shí)代此次發(fā)布了三種跨化學(xué)體系的雙核解決方案：鈉—鐵雙核電池，即鈉新電池+磷酸鐵鋰自生成負(fù)極電池；鐵—鐵雙核電池，即第二代神行超充電池+磷酸鐵鋰自生成負(fù)極電池；三元鐵/雙三元雙核電池，即三元電池+磷酸鐵鋰自生成負(fù)極電池。其中，鈉—鐵雙核電池充分利用鈉新電池的低溫性能，同時(shí)保持鋰電的高續(xù)航能力，為鈉電開辟新應(yīng)用空間。
業(yè)內(nèi)人士指出，雙核電池通過融合不同電池體系的優(yōu)勢(shì)，有效突破單一化學(xué)體系的性能邊界。與此同時(shí)，雙核電池有待跨越材料、工程和市場(chǎng)化多重挑戰(zhàn)。在面臨材料與化學(xué)體系兼容性方面，鈉硬碳負(fù)極與鋰石墨負(fù)極的電位差或?qū)е赂狈磻?yīng)，需要開發(fā)新型兼容電解質(zhì)。雙核電池?zé)o疑增加系統(tǒng)集成復(fù)雜度，獨(dú)立管理充放電（如并聯(lián)/串聯(lián)拓?fù)洌?，BMS(電池管理系統(tǒng))需要構(gòu)建多目標(biāo)協(xié)同控制算法。
據(jù)悉，寧德時(shí)代在自生成負(fù)極技術(shù)中不再使用傳統(tǒng)的石墨負(fù)極材料，而是讓鋰元素直接沉積在集流體上，能夠在同樣的電池包空間內(nèi)，配置更多電量，但落地還需一定時(shí)間。
趙建慶同樣指出，雙核電池系統(tǒng)在熱管理均需性和BMS運(yùn)行可靠性方面面臨挑戰(zhàn)?；趯?duì)能量密度、系統(tǒng)成本與溫度適應(yīng)性的綜合考量，鈉—鐵雙核電池或率先在戶用儲(chǔ)能、商用車、A00乘用車、高端輕型動(dòng)力等領(lǐng)域開展應(yīng)用。
