誰能“電”定未來

    新動力轎車動力電池的安全與能量密度極限仍在往前進。近來，動力電池“一哥”寧德年代再邁出一大步：第一代鈉離子電池。炙手可熱的“鋰”，迎來了新對手“鈉”，“固態(tài)電池”正在為薄發(fā)而厚積。

    以清潔動力代替化石動力的革命正在加速，新動力轎車工業(yè)將產生什么新變化?鈉離子電池工業(yè)化前景怎么?被寄予厚望的“固態(tài)電池”何時能真實大規(guī)劃應用?還有怎樣的“新新動力”正在研制的路上?

    新技能井噴迸發(fā)

    動力電池百家爭鳴
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    7月29日，寧德年代發(fā)布鈉離子電池

    寧德年代發(fā)布第一代鈉離子電池?；谫Y料體系的突破，這款鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱安穩(wěn)性、杰出的低溫性能與高集成功率等優(yōu)勢。

    7月16日，蜂巢動力無鈷電池完結量產

    蜂巢動力宣布，首款無鈷電池完結量產。據稱，這款無鈷電池能量密度為240wh/kg，循環(huán)壽命可超過3000次，經過150℃的熱箱測驗和140%SOC的過充測驗。

    3月10日，廣汽埃安發(fā)布“彈匣電池”

    廣汽埃安發(fā)布“彈匣電池”，其具備超高耐熱安穩(wěn)的電芯、超強隔熱的電池安全艙、極速降溫的速冷體系、全時管控的第五代電池辦理體系，并現已過整包針刺試驗。

    1月9日，蔚來稱將推150kW·h固態(tài)電池組

    蔚來宣布即將推出一種突破性的電池選項——150千瓦時電池組，由超高能量密度的固態(tài)電池組成。蔚來宣稱，有決心下一年第四季度開始交給此電池組。

    1月初，“摻硅補鋰”硅負極資料問世

    國軒高科、廣汽埃安、蔚來轎車和智己轎車相繼發(fā)布采用摻硅補鋰技能的硅負極資料。經過這一技能,配套相關電池的車輛可完結1000公里的超長續(xù)航。

    上一年3月，比亞迪發(fā)布刀片電池

    “刀片電池”經過結構立異，使其體積利用率和續(xù)航里程相較傳統(tǒng)電池包提高50%以上。另外，“刀片電池”的規(guī)劃使它在短路時產熱少、散熱快，能經過針刺試驗。

    有兩大優(yōu)勢

    鈉電池欲應戰(zhàn)鋰電池壟斷

    優(yōu)勢1：更安全并兼顧充電功率

    每當酷熱夏季和嚴寒冬天，各新動力轎車品牌無不心存憂慮，前怕電池熱失控，后怕電池虛電。能量密度和安全性，是當時制約鋰電池開展的兩個重要維度，研究人員一向期望有所突破。寧德年代的鈉離子電池發(fā)布，敏捷成為重視熱點，由于其有機會打破以上桎梏。

    據寧德年代公布的信息：第一代鈉離子電池的單體能量密度為160Wh/kg;在常溫下充電15分鐘，電量就可以到達80%，具備了快充才能。換言之，鈉離子電芯集成到電池體系后，體系的能量密度仍可達128Wh/kg。這個數據雖不如現有的磷酸鐵鋰電池，但距離并不大。并且第二代鈉離子電池將有望到達200Wh/kg，快速補齊能量密度短板。

    更具意義的是，鈉離子自身對溫度不敏感，熱安穩(wěn)性體現優(yōu)異，在零下20°C低溫的環(huán)境下，仍然有90%以上的放電保持率，超過了國家標準。既不像鋰離子電池那樣熱一點冷一點都受不了，乃至動不動就自燃爆炸。華金證券在研報中指出，鈉離子電池的負極可以用金屬鋁箔作為集流體，雙鋁集流體不存在過放電問題，相對安全。

    鑒于鈉離子電池出產尚未規(guī)劃化，寧德年代也給出了一個A+B的解決方案：一個電池包里，既有鋰離子電池模組也有鈉離子電池模組，將兩種電池按必定的比例和排列進行混搭，串聯、并聯集成，經過BMS(電池熱辦理體系)進行不同電池體系的均衡控制，優(yōu)勢互補。

    優(yōu)勢2：下降造車本錢和價格

    在質疑聲中，寧德年代投入上百億元研制鈉離子電池，除了在能量密度和安全性的平衡點外，還有一個要害：擺脫原資料本錢的掣肘。

    曾毓群本年5月放言“搞一個鈉”之時，電池級碳酸鋰的價格正一路猛沖，7月底每噸已破10萬元大關，動力電池企業(yè)的產品毛利率持續(xù)下滑。除了價格暴升，鋰的全球供應鏈的安穩(wěn)性也讓人不安。記者留意到，由于鋰電池短缺、原資料上漲問題已開始向下流傳遞。多家電池供貨商紛繁發(fā)出調價函，調高電池價格，后續(xù)或帶動新動力轎車價格上漲。為了緩解“電池荒”，許多動力電池工業(yè)都在擴產，寧德年代現在也在擴大產能，但曾毓群指出，這個進程短則需2~3年，長則3~5年。

    相對而言，鈉資源更豐厚、價格更低。華金證券的研報表明，自然界的鈉資源存量約為鋰元素的1000倍;鈉離子電池工業(yè)化后本錢較低;依照正極資料、負極資料、電解液、隔膜、集流體等本錢預估，鈉離子電池的本錢比鋰離子電池的本錢削減30%~40%。

    乘聯會秘書長崔東樹告知記者，動力電池占整車本錢的四五成左右，一旦本錢能下去，整車價格也將更加實惠。若寧德年代牽頭，完善了其工業(yè)鏈并開始大規(guī)劃量產，那么鈉離子電池在資料本錢上的巨大優(yōu)勢將敏捷映射到相關工業(yè)之上。

    疑問：資料便宜不必然構成低本錢

    "鈉離子"當下似乎風頭正盛，但何時能量產裝車，才是更具有現實意義的工作。事實上，對鈉離子電池持觀望態(tài)度的業(yè)內人士并不少。國內一家新動力主機廠的車型研制負責人認為，當時鈉質料用于動力電池仍面對許多應戰(zhàn)，譬如當時工業(yè)鏈不完善，僅憑寧德年代“孤軍獨戰(zhàn)”，有或許形成鈉離子電池的本錢乃至比鋰電池還高。

    對此，寧德年代也給出了時間表：2023年有望將構成基本工業(yè)鏈。“第一代鈉離子電池現已開始了與車企和儲能客戶進行商業(yè)化合作。”曾毓群表明，未來3~5年內鈉離子電池工業(yè)將會具有成熟的工業(yè)鏈，屆時本錢優(yōu)勢便會顯現。基于鈉鹽龐大的儲備量，未來價格也不會出現相似鋰電池的質料價格高漲。

    記者也留意到，在國內，除了寧德年代，現在只要個別中小企業(yè)在鈉離子電池方面“有所作為”。如中科海鈉上一年9月完結鈉離子電池的量產，電芯產能可達30萬只/月;格林美本年5月完結對鈉離子電池資料的研制，并送至下流客戶測驗;鵬輝動力進行了鈉離子電池樣品測驗，預計年末批量出產。在全球，從事鈉離子電池工程化的公司也有20多家，包含松下、豐田、LG等巨子公司。不過，整體來看，當時鈉離子電池的工業(yè)規(guī)劃仍然較小，大部分動力電池的頭部廠商并未將重心放在鈉離子電池上。

    現狀：新動力車迸發(fā)突破電池瓶頸是要害

    在碳中和的長遠目標下，動力電池迎來快速開展時期。據市場研究機構集邦科技猜測，2021年全球新動力車的銷售量將到達435萬輛，年增加率49%。一起，中汽協(xié)預估，2021年中國新動力轎車總銷量將達240萬輛。增加迅猛的新動力轎車市場關于電池的需求量巨大，僅國內市場，本年前六個月動力電池產量累計74.7GWh，同比增加217.5%?，F在的數據來看，鋰離子電池是當仁不讓的“牛鼻子”。行業(yè)研究機構彭博新動力財經近來發(fā)布的《新動力展望》年度報告顯示，2020年，全球動力電池產能只要100Gwh的量級，但到2030年，交通和儲能對鋰離子電池的需求將激增至5.9Twh，這意味著一個超萬億元的新藍海洶涌而來。

    供需矛盾將逐步出現。高工鋰電曾發(fā)布猜測數據，跟著儲能和出行范疇的需求迸發(fā)，2030年，鋰資源的供求關系將趨于緊繃。美國銀行全球研究部的報告乃至猜測，鋰離子電池最早在2025年將面對斷供。與此一起，具有突破性的新式鋰離子電池的研制發(fā)展也不容易。如特斯拉正研制的新款46800鋰電池，采用了新的干法電極工藝，雖然稱能“6倍性能提高，本錢下降56%”，但馬斯克近期也坦言，這款電池現在只要90%的工藝發(fā)展順利，且僅能小規(guī)劃有限出產。

    我國未雨綢繆，現已從政策層面推進新動力儲能項目。6月末，國家發(fā)改委、國家動力局共同發(fā)布《新式儲能項目辦理標準(暫行)(征求意見稿)》，直接叫停電池梯次利用儲能項目。征求意見稿提出，要加速鈉離子電池等技能開展規(guī)劃化試驗演示。

    征求意見稿還規(guī)定，業(yè)內儲能將不能用二手電池，電池的更新速度會加速。新建的電化學能儲能電站只能運用新電芯，也將導致本錢的大幅度提高。在鋰電池原資料供需嚴重之下，此刻低本錢鈉離子電池的上臺，也算得上適逢其時，一旦其完結大規(guī)劃量產，將有望替代“二手電池”敏捷搶占國內乃至海外儲能市場。

    未來：固態(tài)電池被寄予厚望

    除了鈉離子電池和鋰離子電池，業(yè)內人士普遍認為，動力電池仍存在許多技能途徑，包含固態(tài)電池、燃料電池等，正如中汽協(xié)副總工程師許海所說的：“未來仍存不確定性。”

    記者留意到，多種更安穩(wěn)的新形態(tài)電池業(yè)內正在積極探索，如當時不少車企押寶的固態(tài)電池。蔚來轎車在本年6月發(fā)布了自主研制的固態(tài)電池包，預計將在2022年第四季度完結商用化。

    LG動力、松下等電池巨子猜測，2025年至2027年間，全固態(tài)電池就能完結商業(yè)化;大眾集團、寶馬集團也計劃到2025年就可以推出搭載固態(tài)電池的原型車。

    競爭：車企加入“造電池”角逐

    當時，動力電池市場的競爭正愈加劇烈，韓國的LG動力對寧德年代“一哥”的市場占有率虎視眈眈，并曾在本年5月動力電池裝機量時間短逾越寧德年代，成全球第一名。二線動力廠商也在摩拳擦掌，中航鋰電正在敏捷擴張電池版圖，這家在2018年全年裝機量還僅為0.71GWh的企業(yè)，到2020年已高達3.55GWh。除此之外，寶馬、吉祥、長城、比亞迪等傳統(tǒng)車企也在自建動力電池工廠，和電池供貨商“搶”市場。長城轎車近來發(fā)布了一款自研的“大禹電池”。有的車企則經過與動力電池廠商完結深度綁定以鎖定產能，如戴姆勒入股賦能科技，大眾入股國軒高科，以此解決被動力電池廠商掣肘的本錢問題。廣州日報　作者：鄧莉

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    新動力轎車　動力電池

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