【環球熱聞】比亞迪計劃明年二季度量產鈉離子電池,搭載于秦 EV、海豚和新車型海鷗
本文經授權轉自《晚點LatePost》(ID:postlate);作者:李梓楠,編輯:程曼祺。
《晚點Auto》獨家獲悉,比亞迪計劃于2023年二季度量產鈉離子電池,搭載于秦EV、海豚及新車型海鷗中。比亞迪旗下動力電池公司弗迪電池承擔鈉離子電池的研發、量產任務,目前鈉離子電池處于樣品驗證階段。
(資料圖)
比亞迪秦EV和海豚均是10萬-15萬元的純電車型,今年1月-10月兩款車分別賣出2.63萬和15.21萬輛。
據《晚點Auto》了解,比亞迪明年推出的海鷗是一款8萬-10萬元的A0級小型轎車。A0級轎車即前輪到后輪距離在2.2米-2.5米之間的轎車,如大眾Polo等。
海鷗的推出,意味著比亞迪將加碼10萬元以下的電動車市場。2018年5月,比亞迪曾推出售價7.99萬-9.99萬的微型SUV元EV,不過2019年以來,元EV各版本已陸續停售。2019年8月,比亞迪開始銷售8.98萬-14.48萬的A0級純電小轎車e2。加上2012年與奔馳合資成立的騰勢(售價在30萬-50萬元之間)和今年11月發布的豪華純電品牌仰望(售價在80萬-120萬元之間),比亞迪會覆蓋智能電動車的各主要價格區間。
10萬元以下的電動車市場的競爭會變得更激烈。這是中國銷量最大的電動車細分市場,今年前10個月,10萬元以下的電動車賣出146.4萬輛,占純電車總銷量的36.8%,其中五菱宏光MINIEV賣出30.3萬輛。哪吒、零跑、長安等車企也在10萬元以下有主銷車型。
比亞迪有可能成為全球第一個將鈉離子電池裝上汽車的公司。另一個有望實現這一成果的公司是寧德時代。它于2021年發布第一代鈉離子電池。今年三季度的財報會上,寧德時代稱,計劃明年量產鈉離子電池:“已在與車企和儲能公司開展合作,推動鈉離子電池商業化落地?!辈贿^寧德時代并未公布具體的量產時間和合作車企。
據《晚點Auto》了解,秦EV、海豚及新車型海鷗中,只會有部分配置、型號搭載鈉離子電池。
比亞迪否認了上述有關鈉離子電池的信息。
比亞迪的鈉離子電池上車計劃相對激進
鈉離子電池是近年重新興起的一條動力電池技術路線,其主要材料不再是鋰,能降低動力電池對鋰資源的依賴。全球探明的鈉資源儲量是鋰資源的400倍。因供應短缺,2020年底以來,鋰電池原材料碳酸鋰價格從4萬元/噸漲至60萬元/噸。
與鋰電池相比,鈉離子電池成本更低,據鈉離子電池生產商中科海鈉測算,當超過100GWh的大規模生產實現后,每生產1GWh鈉離子電池的直接材料成本比磷酸鐵鋰電池低30%-40%。它的劣勢則是能量密度更低,同重量的鈉離子電池的續航里程更短,壽命也更短。
鈉離子電池更適合用在海鷗這樣的A0級小車上,它們追求更低的成本,而不是高續航。
據《晚點Auto》了解,比亞迪于今年三季度確定,要在明年二季度讓鈉離子電池上車,目前其鈉離子電池處于A樣品驗證階段。
動力電池從研發到上車需要經歷實驗室階段,之后是A、B、C三個樣品驗證階段,分別為單體電池驗證、電池包驗證和裝車驗證,最后是試生產階段和量產階段。一切順利的情況下,一個新電池走完ABC驗證需要一年,進入試生產和量產階段則可能很快,取決于產品和工藝的成熟度。在三個樣品驗證階段,若任何一個環節的驗證不及預期,則需要修改技術方案,回到出問題的環節重新測試。
考慮到鈉離子電池是一種從未上車的新方案,它的研發和測試面臨更多不確定性。比亞迪此前并未透露它在研發鈉離子電池,比亞迪制定的上車時間表——從A樣到裝車只有1年——節奏相對快,沒留冗余,如有測試環節出現問題,鈉離子電池的上車時間可能被推遲。
一位鋰電投資人認為,即使比亞迪的技術驗證順利,也不會在明年大規模裝車鈉離子電池:“比亞迪明年大概率只能實現鈉離子電池小規模上車,驗證一下市場的接受度?!?/strong>
鈉電池長期比鋰電池便宜,前提是產能夠大
鈉離子電池相比鋰電池的最主要優勢是成本更低和資源不受限制。成本優勢需要大規模生產才能發揮。
據東方財富旗下研究機構Choice的數據,鈉離子電池目前每Wh的生產成本約0.9元,與磷酸鐵鋰電池相當,沒有明顯成本優勢,且鈉離子電池的能量密度更低、續航更短。
一位電池材料供應商測算,當鈉離子電池形成50GWh/年的產能后,每Wh成本會降至0.4元-0.5元。
鈉離子電池擴大產能的有利因素是,它可以高度復用鋰電池的現有生產工藝。鋰電池生產包括制漿、涂布、卷繞/疊片、化成等20多個工序。一位動力電池公司高管告訴《晚點Auto》,鈉離子電池除了銅箔涂布環節,即把正負極材料涂在銅箔上的環節外,其它工序基本和鋰電池一致。
制約鈉離子電池擴產的主要因素是上游的材料供應鏈。
鋰電池的上游材料包括鋰化合物制成的正極材料、電解液,石墨制成的負極材料,集流體、隔膜等。集流體、膈膜具有通用性,鈉離子電池也能用鋰電池的膈膜和集流體,它也可以用更便宜的鋁箔當集流體。但鈉離子電池所用的電解液、正負極材料都與鋰電池不同,需建立新的供應鏈。
“與產能轉換相比,供應鏈的切換更耗時間?!鄙鲜鰟恿﹄姵馗吖苷f,他認為鈉離子電池3年內都不會達到10GWh/年(對應約15萬輛汽車)的裝車量。
寧德時代在今年第三季度財報電話會中表示,它們會在2023年前初步形成鈉離子電池的穩定供應鏈。比亞迪未公開披露過鈉離子電池供應鏈的布局進展或計劃。
今年7月,寧德時代和比亞迪共同的正極材料供應商容百科技宣布將在2023年上半年建成3.6萬噸的鈉離子電池正極材料產能,對應約10GWh電池。
鈉離子可能不會成為汽車電池的主流方案,儲能是更大的機會
鈉離子電池肩負了電池產業鏈對供應鏈安全和更低成本的渴望,但它不一定是汽車電池的主流解決方案。
鈉離子電池不是一項新技術。法國電池公司ARMAND在1980年代提出了鈉離子電池技術,因研發不順且鋰離子電池在1991年被索尼商業化,鈉離子電池一度被擱置。
隨著智能電動汽車產業興起,和各國轉向清潔能源,風電、光電都對儲能有巨大需求,鋰電池用量攀升,而鋰資源又相對集中和有限,人們開始重新關注鈉離子電池路線。
2015年,法國國家科學研究中心成功開發出18650規格的鈉離子電池。中科院物理所自2013年開始研發鈉離子電池,該團隊核心人員于2017年成立中科海鈉,寧德時代則在2021年發布了第一代鈉離子電池產品,并公布了性能參數,計劃2023年量產。
寧德時代的第一代鈉離子電池可在常溫下充電15分鐘達80%的電量,與快充版鋰電池相當;在-20%℃環境中,擁有90%以上的容積保持率,即電量保持率,高于鋰電池的50%-60%,能緩解電動車在冬天續航縮水的問題。
但鈉離子電池技術之所以存在已久,此前卻沒有競爭過鋰電池技術,是因為它有一個難以克服的天然短板——能量密度低。
鈉離子電池所用的銅鐵錳三元正極材料的比容量的理論上限為130mA·h/g,低于比容量理論上限為170mA·h/g的磷酸鐵鋰材料。比容量決定電池的能量密度。
比容量的差異由鈉和鋰的元素特性導致。電池充放電是一個離子在正負極中移動的過程,可移動的離子越多,電池電量越高。鈉離子的體積比鋰離子大,所以同樣空間內,鈉離子比鋰離子少,帶電量也更低。相比鋰電池路線,靠材料或工藝改進來提升鈉離子電池能量密度的空間有限。
目前公布的性能最高的鈉離子電池是寧德時代的第一代鈉離子電池,其能量密度為160Wh/kg,低于能量密度超過180Wh/kg的磷酸鐵鋰電池和逼近300Wh/kg的三元鋰電池。
鈉離子電池可能不會成為汽車市場的主流,而是一種補充。它可能只能用于A0和更便宜的A00級等對續航要求低但重視成本的細分電動車市場。且在這些市場,鈉離子電池也可能和鋰電池混用。一位電池材料供應商說,電池廠商可能會推出AB電池包,即將鈉離子電池和鋰電池電芯封裝到一個電池包里以平衡成本。他認為這種混合封裝的方案不會出現在中高端車型中。
中信建投證券預計,2025年鈉離子電池市場空間約200億元,對應約30GWh/年的產能,其中一半為動力電池,對應約20萬輛汽車。行業普遍預測,2025年,全球動力電池裝機量約1500GWh,鈉離子電池約占總體的1%。
鈉離子電池更大的機會在儲能市場。新能源研究機構EVTank預測,2025年中國儲能電池市場規模將達到60GWh/年。儲能市場對電池能量密度要求低,更看重成本和電池壽命。電池壽命由循環次數決定,寧德時代第一代鈉離子電池的循環次數是4000次,低于工信部要求的5000次。
但行業里可能已有廠商將鈉離子電池的循環次數提升到了5000次以上。今年10月,三峽能源宣布在安徽建設0.06GWh的鈉離子電池儲能項目,明年6月投入運營,這是目前全球最大的鈉離子電池儲能項目。市場認為該訂單已被中科海鈉拿下,中科海鈉并未回應。今年8月中科海鈉建成的1GWh鈉離子電池生產線正是與三峽能源合資建設。
除鈉離子電池外,動力電池行業也在研發固態電池等新的電池方案。固態電池的多種方案都需要使用鋰,它雖不能減少對鋰的依賴,但它比現有鋰電池方案更安全、能量密度更高。
蔚來汽車本計劃在今年四季度實現半固態電池裝車,現已推遲了計劃,蔚來表示其半固態電池“還需繼續驗證”。半固態電池是鋰電池發展至固態電池的過渡產品。寧德時代、豐田汽車等均計劃在2025年量產固態電池。
“過去很多技術因為研發深度、投入不夠都被擱置,現在的三元鋰電池有安全性和成本問題,這些被擱置的技術又重新被業界重視?!币晃粍恿﹄姵毓靖吖苷f。
長期來看,動力電池和儲能電池行業都會變得更標準化,只剩下少數幾個主流方案。規模帶來的成本降低會更加明顯,推進電動車普及和能源轉型。不過由于現在尚未出現沒有明顯缺點的電池,接下來還會出現更多新的方案,為電池行業競爭格局帶來變數。
關鍵詞: 能量密度