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    成本降低40% 特斯拉新车或将采用!我国成全球首个钠电池装车国家

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    产业前沿技术2023-03-27

    “待规模效应具备后,钠电池成本有望比磷酸铁锂电池低20%。”中国工程院院士陈立泉在2022年11月国内一场行业论坛上,提出这个观点。

    图源:网络

    以磷酸铁锂与三元锂为核心的锂电体系,是当下新能源汽车动力电池选型的首选。

    碳酸锂价格一路上涨 图源:网络

    但近几年电池级碳酸锂价格一路飙升,如何降低成本与选择替代产品成为国内企业亟待解决的问题。

    随着钠离子电池研发取得突破,一时间“锂电池替代者”成为国内热议的话题,这也是开篇陈院士对未来钠电池产业化发展寄予厚望的缘由。

    钠离子电池工作原理 图源:网络

    钠离子电池构型及工作原理与锂电池一致,二者差距主要体现在正极材料上,这也是拉开二者成本的核心环节。

    不同于稀缺昂贵的锂矿,钠储量非常丰富,其在地球元素储量排行榜第7位,是锂储量的420倍。

    现阶段锂矿主要产出地主要在澳大利亚、南美与非洲,国内为摆脱单一进货渠道,选择开辟非洲刚果(金)作为新的锂矿市场。

    中非毗邻刚果(金)

    但非洲不稳定的局面,让设立公司风险剧增,3月19日毗邻刚果(金)的中非共和国发生的9名同胞遇害事件,让国内公司建厂投资之路充满变数。

    而钠元素在国内储量巨大,对海外进口依赖性低,成本可控,避免碳酸锂价格飙升的情况。

    除此之外,钠离子电池正极材料选用了铁能镍基,材料成本可降低一半。加上钠盐允许使用低浓度电解液与负极可采用铝箔,成本可以进一步降低8%左右。

    根据中科海钠推算,钠离子电池整体材料成本要比锂系电池低30%-40%,成本优势明显。

    但仅凭低成本是无法实现量产装车,需要符合实际需要的硬实力才行。

    性能对比 图源:网络

    钠离子电池的摩尔离子电导率高,充电倍率性能优秀,可支持快充技术。电池负极集流体采用铝箔,低电压下无化学反应,可在运输阶段将电量放空,且不会影响后续使用。

    低温一直是锂电池的“噩梦”,而钠离子电池却没有这样的困扰,在零下40摄氏度环境下,其容量保持率可达70%以上,可以满足我国北方地区冬季用车需求。

    钠离子电池内阻高,短路时瞬发热量低,在过充放、短路与刺穿挤压测试中无起火爆炸,且整体循环寿命可达3000次以上,安全性与长寿面得到统一。

    看到这里有朋友会问:钠电池优点诸多,那为何不尽快上市?

    答案很简单,那就是能量密度低。

    早期钠离子电池能量密度远低于磷酸铁锂电池,要达到后者同等能量,需要更多的体积,这让搭载车辆重量直线飙升,影响续航能力。

    但在国内企业研究攻关下,这个“顽疾”被彻底解决。

    宁德时代第一代钠离子电池能量密度达到160Wh/Kg,比肩磷酸铁锂电池,常温下15分钟可以充到80%电量,零下20摄氏度保持90%以上的放电保持率。

    今年3月18日,鹏辉能源展示其最新研发的无负极磷酸钒钠系钠离子电池,量产产品能量密度超160Wh/Kg,循环寿命达6000次以上,可用在A0级汽车上。

    在2月23日召开的第二届全国钠电池研讨会上,中科海钠带来了圆柱形与方形钠离子电芯样品,并与江淮思皓全球首发搭载钠离子电池的思皓花仙子(图片|配置|询价)电动车,其续航可达252公里。

    特斯拉新车设计概念图 图源:网络

    钠离子电池实装对新能源汽车降低成本起到推动作用,特斯拉在2020年就开始透露低成本车型平台信息,去年6月,负责动力总成与能源工程高级副总裁-德鲁巴格利诺表示对钠离子电池持开放态度,毕竟原材料成本问题一直在困扰企业发展。

    中科海钠的圆柱形钠离子电池电芯

    我们可以大胆猜测,特斯拉看到我国在钠离子电池领域进展神速,是否会采购作为其低成本乘用车与共享出行平台的动力源,去尽早达成第三阶段目标,在全球形成规模庞大的纯电车型“舰队”。

    安全配置低一直是小型电动车的问题

    一旦钠离子电池实现产业规模化,会让A00到A级车型成本可控,摆脱安全配置低等问题,让产品性能更均衡,吸引更多的消费者来购买纯电车型,让绿色低碳出行成为新潮。

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