中國儲能網(wǎng)訊：經(jīng)過多年沉淀，鈉電——這個曾被視為“鋰電備胎”的技術正從小規(guī)模應用逐步走向市場中心。
4月21日，寧德時代發(fā)布首個鈉離子電池品牌——“鈉新”和基于雙獨立能量區(qū)設計的驍遙雙核電池。“此次鈉電體系的突破意義重大，鈉電的成熟加速了‘多核時代’的到來?！睂幍聲r代董事長曾毓群表示，鈉電將協(xié)同其他電池技術，讓場景定制化成為現(xiàn)實，消費者無需在續(xù)航、售后、安全、快充等維度進行妥協(xié)，帶領動力電池產(chǎn)業(yè)從參數(shù)推動階段走向需求引領階段。
經(jīng)過多年沉淀，鈉電——這個曾被視為“鋰電備胎”的技術正從小規(guī)模應用逐步走向市場中心。值得注意的是，鈉與鋰的競合關系，不僅是電池能量密度、成本參數(shù)的簡單對比，背后更是對產(chǎn)業(yè)韌性、場景適配、市場需求、技術迭代路徑的系統(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極之間移動工作，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，易受國際供應鏈影響。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，不受地緣風險影響，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、產(chǎn)品供不應求等問題，鈉電池價格低廉、無資源限制、產(chǎn)線可以快速切換等優(yōu)勢逐漸被市場放大，作為鋰電池替代技術路線獲得快速發(fā)展。2021年，寧德時代發(fā)布其第一代鈉電池產(chǎn)品，將這一技術路線推向公眾視野。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力，越來越多的公司開始披露其鈉電池產(chǎn)品的相關布局、性能指標和產(chǎn)業(yè)化進程，國內(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格大幅跳水，以磷酸鐵鋰電池為代表的鋰電池價格快速下行，處于產(chǎn)業(yè)化初期的鈉電池卡在成本和技術關口，一度陷入商業(yè)化瓶頸。
此次寧德時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)勢方面找到理想解決方案。鈉新電池包括乘用車動力電池和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175瓦時/千克，支持峰值5C的充電速率和500公里續(xù)航，超1萬次循環(huán)壽命，該電池將于今年12月實現(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，標志著龍頭企業(yè)正式將鈉電技術推向市場化階段，對鈉電產(chǎn)業(yè)化具有重要意義?！苯K眾鈉能源首席科學家趙建慶向《中國能源報》記者表示，龍頭企業(yè)的技術突破，提升了鈉電產(chǎn)業(yè)鏈信心，促進上下游協(xié)同，推動鈉電成本快速下降。
或替代磷酸鐵鋰電池一半市場
成本是技術規(guī)?；瘧玫年P鍵因素。目前鈉電電芯價格為0.4元/瓦時—0.7元/瓦時，仍高于0.3元/瓦時的磷酸鐵鋰電芯，在此背景下，鈉電的市場前景如何？
“盡管碳酸鋰價格下行，但鈉電池的成本在技術進步的驅動下也在持續(xù)降低。未來，鈉電池一定會比鋰電池更具成本優(yōu)勢?！睂幍聲r代國內(nèi)乘用車、商用車首席技術官高煥判斷，隨著鈉電池技術成熟，其商業(yè)化進程加速，有望替代目前磷酸鐵鋰電池一半的市場份額。
電動重卡被認為是鈉電應用拓展的絕佳市場。憑借在快速充電、高能量密度、低溫性方面具有先天優(yōu)勢，鈉電池契合城市物流、長途運輸?shù)葓鼍皩Ω咝аa能、全天候運營的剛性需求。數(shù)據(jù)顯示，2024年，國內(nèi)電動重卡的銷量攀升至8.2萬輛，同比增長140%，業(yè)內(nèi)預計2027年銷量預計將突破30萬輛，對應動力電池需求量超過120 吉瓦時，市場潛力巨大。
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，需進一步加快產(chǎn)能建設和技術迭代，提升鈉電的性價比。與此同時，加快推進低速電動車等輕型動力、備電換電、啟停電源和基站儲能等應用場景的示范項目，在充分的驗證基礎上，逐步規(guī)模化滲透。
業(yè)內(nèi)人士指出，鈉電的產(chǎn)業(yè)化進程具有其內(nèi)在邏輯，不會因為碳酸鋰的價格波動發(fā)生根本轉變。鈉電的長期目標是對鉛酸電池市場替代，并逐步滲透鋰電應用市場。但當前鈉電規(guī)模化發(fā)展面臨標準體系缺位、應用端需求模糊、企業(yè)降本壓力持續(xù)，這些因素導致市場信心不足。
“不同技術路線在細分市場各具優(yōu)勢，鈉電憑借差異化優(yōu)勢仍具不可替代的競爭力和溢價潛力?！壁w建慶進一步指出，要實現(xiàn)替代“50%的磷酸鐵鋰市場份額”的目標，仍需較長周期，這取決于鈉電的技術迭代和產(chǎn)業(yè)降本速度的協(xié)同推進。目前，鈉電已在特定細分領域展現(xiàn)出替代優(yōu)勢，比如北方輕型動力市場，其優(yōu)異的低溫性能相較于磷酸鐵鋰帶來約10%的溢價空間。
雙核架構開辟新應用空間
如何綜合不同電池技術的優(yōu)勢，實現(xiàn)性能最大化？寧德時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“獨立能量區(qū)”，解決了不同場景的不同需求。主能量區(qū)可以根據(jù)用戶的駕駛習慣與場景，適配不同化學體系的電芯，滿足日常用車需求；增程能量區(qū)可采用高比能自生成負極技術，提供更大的電量，滿足長途出行需求。通俗理解，就是將兩種不同化學成分的電池拼湊一起使用。
寧德時代此次發(fā)布了三種跨化學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，同時保持鋰電的高續(xù)航能力，為鈉電開辟新應用空間。
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，有效突破單一化學體系的性能邊界。與此同時，雙核電池有待跨越材料、工程和市場化多重挑戰(zhàn)。在面臨材料與化學體系兼容性方面，鈉硬碳負極與鋰石墨負極的電位差或導致副反應，需要開發(fā)新型兼容電解質。雙核電池無疑增加系統(tǒng)集成復雜度，獨立管理充放電（如并聯(lián)/串聯(lián)拓撲），BMS(電池管理系統(tǒng))需要構建多目標協(xié)同控制算法。
據(jù)悉，寧德時代在自生成負極技術中不再使用傳統(tǒng)的石墨負極材料，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運行可靠性方面面臨挑戰(zhàn)?；趯δ芰棵芏?、系統(tǒng)成本與溫度適應性的綜合考量，鈉—鐵雙核電池或率先在戶用儲能、商用車、A00乘用車、高端輕型動力等領域開展應用。
