新能源汽車領域,動力電池的風向開始變了,隨著鈉離子量產裝車,15分鐘充電80%,里程焦慮或不復存在。三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池或迎來新的競爭對手,尤其在小型純電動汽車領域,鈉離子電池的綜合優勢較為明顯。
此前,中科海鈉、江鈴集團公司陸續宣布旗下搭載鈉離子電池的新能源汽車開始量產,最快在2024年1月份開始批量交付,主要車型分別為花仙子電動汽車、江鈴易至EV3(參數丨圖片)(青春版)這兩款車型,這也是全球首批搭載鈉離子電池的新能源車型。
相比磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池,鈉離子電池采用鈉鹽作為電極材料,電池材料耐高溫,在高溫環境下性能更為穩定,擠壓、碰撞、過充等環境下不易爆燃,起火,從這一點來說,鈉離子電池的安全性比三元鋰電池有優勢。
更耐低溫,在零下20攝氏度的環境中,放電保持率也能保持在90%以上,快充性能穩定,常溫環境下,充電15分鐘,電量可達80%以上。
其次,單位體積容量更高,體積小,質量輕,在相同體積下,電池重量更輕,有利于節省車輛能耗,體積小還可以節約更多空間。
從成本來看,鈉離子電池的材料來源廣泛,資源儲量大,電池成本比碳酸鋰有優勢,只是因為碳酸鋰的漲跌變化大,加上鈉離子的相關配套設施還不夠完善,很多車企都將鈉離子電池作為一種備用方案,實際上,鈉離子電池不僅可用于新能源汽車,還可以用于兩輪車、家用電器、數碼產品、儲能等領域。
從量產的鈉電版花仙子小型純電動車,官方標稱續航為252千米,同樣,江鈴易至EV3(青春版)也定位為A00級車型,其續航為251千米,相比三元和磷酸鐵鋰電池的成本來說,鈉離子車型的性價比可能會更高。
前兩年,像五菱宏光miniev這一類的微型純電動汽車很受歡迎,但說實話,這些微型純電動車在安全性、駕乘體驗方面還不具備一輛汽車的素質,隨著10萬以內小型純電動車的發展,很多車主還是想換一輛更全面的電動汽車。
但由于磷酸鐵鋰電池或者三元鋰電池自身成本偏高,以比亞迪海鷗為例,搭載30度電磷酸鐵鋰電池,僅電池的綜合成本都快占了整車一半的成本,因而售價也很難降下來。
反觀鈉離子電池,隨著市場條件逐步成熟,屆時有望節省約20%左右的電池成本,相當于節省至少在5000元以上,這對于小型純電動汽車來說,也是很大的成本優勢了。
當然了,也別高興,雖然鈉離子電池的優勢明顯,但幾個痛點也不可忽視。
受到材料屬性的影響,鈉離子電池的能量密度略比磷酸鐵鋰電池低,從已經量產的車型來看,其電池能量密度在140至160Wh/kg這個范圍。而目前的磷酸鐵鋰電池普遍都能達到170-185Wh/kg,甚至更高的能量密度。
能量密度偏低,電池整體電壓偏低,電池材料內阻較高,在充放電過程中電耗損失偏大,也不適合用在高壓場景中,對于追求長續航、高性能的新能源汽車來說,鈉離子并不適合或者說短時間內還沒有相關的技術。
但在手機數碼產品、家用電器等領域,鈉離子電池自身體積小,穩定性高,綜合優勢明顯,尤其對于現在的兩輪電動車來說,鉛酸電池能量密度低、體積大、重量大,電池壽命短等痛點,此時看到鈉離子電池的優勢,自然希望鈉離子電池能盡快在電瓶車上裝車。
最近這幾年,國內的寧德時代、中科海鈉、孚能科技以及多家車企都布局鈉離子電池,而國外也如此,歐洲知名電池廠商Northvolt在2023年對外宣布已成功研發鈉離子電池,其能量密度超過160瓦時/千克。
同樣,寧德時代在2021年就發布了第一代鈉離子電池,其電池能量密度達到160千瓦時/千克,根據寧德時代的計劃,第二代鈉離子電池的能量密度將達到200千瓦時/千克。
事實上,在新能源汽車領域,動力電池一直是車企的一大難點,需要考慮多個方面的問題,對于車主而言,不僅要求續航足夠長,還要求充電時間夠快,電池更穩定安全,成本還要低。
以三元和磷酸鐵鋰電池為主的動力電池,經過10多年的發展,技術已趨于成熟,本身受到材料自身的限制,單靠技術很難在能量密度以及穩定性方面有新的突破,這時候,多家車企又將目光投向鈉離子電池、凝聚態、固態電池、鋰硫電池等新型動力電池領域。
以固態電池為例,其采用固態電解質,低溫和高溫性能都較為穩定,在激烈碰撞、擠壓、針刺等環境下并沒有起火,且電池能量密度較高,目前已探明的能量密度達到500瓦時/千克,這幾乎是鋰離子電池的兩倍以上。
固態電池的綜合優勢很明顯,但仍然還有技術難點未突破,此外成本是一大阻礙,因而短時間內很難實現量產,從多家車企公布的計劃來看,普遍都要在2027年以后才能落地。
這就意味著短時間內,三元和磷酸鐵鋰電池很難被撼動,但如果碳酸鋰的成本依然居高不下,未來在10萬以內,短續航的純電動以及混動車型中,鈉離子電池的綜合優勢就很明顯了。
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