【環(huán)球熱聞】比亞迪計劃明年二季度量產(chǎn)鈉離子電池,搭載于秦 EV、海豚和新車(chē)型海鷗
本文經(jīng)授權轉自《晚點(diǎn)LatePost》(ID:postlate);作者:李梓楠,編輯:程曼祺。
《晚點(diǎn)Auto》獨家獲悉,比亞迪計劃于2023年二季度量產(chǎn)鈉離子電池,搭載于秦EV、海豚及新車(chē)型海鷗中。比亞迪旗下動(dòng)力電池公司弗迪電池承擔鈉離子電池的研發(fā)、量產(chǎn)任務(wù),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(wàn)-15萬(wàn)元的純電車(chē)型,今年1月-10月兩款車(chē)分別賣(mài)出2.63萬(wàn)和15.21萬(wàn)輛。
據《晚點(diǎn)Auto》了解,比亞迪明年推出的海鷗是一款8萬(wàn)-10萬(wàn)元的A0級小型轎車(chē)。A0級轎車(chē)即前輪到后輪距離在2.2米-2.5米之間的轎車(chē),如大眾Polo等。
海鷗的推出,意味著(zhù)比亞迪將加碼10萬(wàn)元以下的電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)。2018年5月,比亞迪曾推出售價(jià)7.99萬(wàn)-9.99萬(wàn)的微型SUV元EV,不過(guò)2019年以來(lái),元EV各版本已陸續停售。2019年8月,比亞迪開(kāi)始銷(xiāo)售8.98萬(wàn)-14.48萬(wàn)的A0級純電小轎車(chē)e2。加上2012年與奔馳合資成立的騰勢(售價(jià)在30萬(wàn)-50萬(wàn)元之間)和今年11月發(fā)布的豪華純電品牌仰望(售價(jià)在80萬(wàn)-120萬(wàn)元之間),比亞迪會(huì )覆蓋智能電動(dòng)車(chē)的各主要價(jià)格區間。
10萬(wàn)元以下的電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的競爭會(huì )變得更激烈。這是中國銷(xiāo)量最大的電動(dòng)車(chē)細分市場(chǎng),今年前10個(gè)月,10萬(wàn)元以下的電動(dòng)車(chē)賣(mài)出146.4萬(wàn)輛,占純電車(chē)總銷(xiāo)量的36.8%,其中五菱宏光MINIEV賣(mài)出30.3萬(wàn)輛。哪吒、零跑、長(cháng)安等車(chē)企也在10萬(wàn)元以下有主銷(xiāo)車(chē)型。
比亞迪有可能成為全球第一個(gè)將鈉離子電池裝上汽車(chē)的公司。另一個(gè)有望實(shí)現這一成果的公司是寧德時(shí)代。它于2021年發(fā)布第一代鈉離子電池。今年三季度的財報會(huì )上,寧德時(shí)代稱(chēng),計劃明年量產(chǎn)鈉離子電池:“已在與車(chē)企和儲能公司開(kāi)展合作,推動(dòng)鈉離子電池商業(yè)化落地?!辈贿^(guò)寧德時(shí)代并未公布具體的量產(chǎn)時(shí)間和合作車(chē)企。
據《晚點(diǎn)Auto》了解,秦EV、海豚及新車(chē)型海鷗中,只會(huì )有部分配置、型號搭載鈉離子電池。
比亞迪否認了上述有關(guān)鈉離子電池的信息。
比亞迪的鈉離子電池上車(chē)計劃相對激進(jìn)
鈉離子電池是近年重新興起的一條動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn),其主要材料不再是鋰,能降低動(dòng)力電池對鋰資源的依賴(lài)。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(lái),鋰電池原材料碳酸鋰價(jià)格從4萬(wàn)元/噸漲至60萬(wàn)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(chǎn)商中科海鈉測算,當超過(guò)100GWh的大規模生產(chǎn)實(shí)現后,每生產(chǎn)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(chē)上,它們追求更低的成本,而不是高續航。
據《晚點(diǎn)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(chē),目前其鈉離子電池處于A(yíng)樣品驗證階段。
動(dòng)力電池從研發(fā)到上車(chē)需要經(jīng)歷實(shí)驗室階段,之后是A、B、C三個(gè)樣品驗證階段,分別為單體電池驗證、電池包驗證和裝車(chē)驗證,最后是試生產(chǎn)階段和量產(chǎn)階段。一切順利的情況下,一個(gè)新電池走完ABC驗證需要一年,進(jìn)入試生產(chǎn)和量產(chǎn)階段則可能很快,取決于產(chǎn)品和工藝的成熟度。在三個(gè)樣品驗證階段,若任何一個(gè)環(huán)節的驗證不及預期,則需要修改技術(shù)方案,回到出問(wèn)題的環(huán)節重新測試。
考慮到鈉離子電池是一種從未上車(chē)的新方案,它的研發(fā)和測試面臨更多不確定性。比亞迪此前并未透露它在研發(fā)鈉離子電池,比亞迪制定的上車(chē)時(shí)間表——從A樣到裝車(chē)只有1年——節奏相對快,沒(méi)留冗余,如有測試環(huán)節出現問(wèn)題,鈉離子電池的上車(chē)時(shí)間可能被推遲。
一位鋰電投資人認為,即使比亞迪的技術(shù)驗證順利,也不會(huì )在明年大規模裝車(chē)鈉離子電池:“比亞迪明年大概率只能實(shí)現鈉離子電池小規模上車(chē),驗證一下市場(chǎng)的接受度?!?/strong>
鈉電池長(cháng)期比鋰電池便宜,前提是產(chǎn)能夠大
鈉離子電池相比鋰電池的最主要優(yōu)勢是成本更低和資源不受限制。成本優(yōu)勢需要大規模生產(chǎn)才能發(fā)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(chǎn)成本約0.9元,與磷酸鐵鋰電池相當,沒(méi)有明顯成本優(yōu)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(chǎn)能后,每Wh成本會(huì )降至0.4元-0.5元。
鈉離子電池擴大產(chǎn)能的有利因素是,它可以高度復用鋰電池的現有生產(chǎn)工藝。鋰電池生產(chǎn)包括制漿、涂布、卷繞/疊片、化成等20多個(gè)工序。一位動(dòng)力電池公司高管告訴《晚點(diǎn)Auto》,鈉離子電池除了銅箔涂布環(huán)節,即把正負極材料涂在銅箔上的環(huán)節外,其它工序基本和鋰電池一致。
制約鈉離子電池擴產(chǎn)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(chǎn)能轉換相比,供應鏈的切換更耗時(shí)間?!鄙鲜鰟?dòng)力電池高管說(shuō),他認為鈉離子電池3年內都不會(huì )達到10GWh/年(對應約15萬(wàn)輛汽車(chē))的裝車(chē)量。
寧德時(shí)代在今年第三季度財報電話(huà)會(huì )中表示,它們會(huì )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(kāi)披露過(guò)鈉離子電池供應鏈的布局進(jìn)展或計劃。
今年7月,寧德時(shí)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(wàn)噸的鈉離子電池正極材料產(chǎn)能,對應約10GWh電池。
鈉離子可能不會(huì )成為汽車(chē)電池的主流方案,儲能是更大的機會(huì )
鈉離子電池肩負了電池產(chǎn)業(yè)鏈對供應鏈安全和更低成本的渴望,但它不一定是汽車(chē)電池的主流解決方案。
鈉離子電池不是一項新技術(shù)。法國電池公司ARMAND在1980年代提出了鈉離子電池技術(shù),因研發(fā)不順且鋰離子電池在1991年被索尼商業(yè)化,鈉離子電池一度被擱置。
隨著(zhù)智能電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)興起,和各國轉向清潔能源,風(fēng)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(kāi)始重新關(guān)注鈉離子電池路線(xiàn)。
2015年,法國國家科學(xué)研究中心成功開(kāi)發(fā)出18650規格的鈉離子電池。中科院物理所自2013年開(kāi)始研發(fā)鈉離子電池,該團隊核心人員于2017年成立中科海鈉,寧德時(shí)代則在2021年發(fā)布了第一代鈉離子電池產(chǎn)品,并公布了性能參數,計劃2023年量產(chǎn)。
寧德時(shí)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(huán)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(dòng)車(chē)在冬天續航縮水的問(wèn)題。
但鈉離子電池技術(shù)之所以存在已久,此前卻沒(méi)有競爭過(guò)鋰電池技術(shù),是因為它有一個(gè)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(gè)離子在正負極中移動(dòng)的過(guò)程,可移動(dòng)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(xiàn),靠材料或工藝改進(jìn)來(lái)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(shí)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(guò)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(huì )成為汽車(chē)市場(chǎng)的主流,而是一種補充。它可能只能用于A(yíng)0和更便宜的A00級等對續航要求低但重視成本的細分電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)。且在這些市場(chǎng),鈉離子電池也可能和鋰電池混用。一位電池材料供應商說(shuō),電池廠(chǎng)商可能會(huì )推出AB電池包,即將鈉離子電池和鋰電池電芯封裝到一個(gè)電池包里以平衡成本。他認為這種混合封裝的方案不會(huì )出現在中高端車(chē)型中。
中信建投證券預計,2025年鈉離子電池市場(chǎng)空間約200億元,對應約30GWh/年的產(chǎn)能,其中一半為動(dòng)力電池,對應約20萬(wàn)輛汽車(chē)。行業(yè)普遍預測,2025年,全球動(dòng)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(huì )在儲能市場(chǎng)。新能源研究機構EVTank預測,2025年中國儲能電池市場(chǎng)規模將達到60GWh/年。儲能市場(chǎng)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(huán)次數決定,寧德時(shí)代第一代鈉離子電池的循環(huán)次數是4000次,低于工信部要求的5000次。
但行業(yè)里可能已有廠(chǎng)商將鈉離子電池的循環(huán)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(yíng),這是目前全球最大的鈉離子電池儲能項目。市場(chǎng)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(chǎn)線(xiàn)正是與三峽能源合資建設。
除鈉離子電池外,動(dòng)力電池行業(yè)也在研發(fā)固態(tài)電池等新的電池方案。固態(tài)電池的多種方案都需要使用鋰,它雖不能減少對鋰的依賴(lài),但它比現有鋰電池方案更安全、能量密度更高。
蔚來(lái)汽車(chē)本計劃在今年四季度實(shí)現半固態(tài)電池裝車(chē),現已推遲了計劃,蔚來(lái)表示其半固態(tài)電池“還需繼續驗證”。半固態(tài)電池是鋰電池發(fā)展至固態(tài)電池的過(guò)渡產(chǎn)品。寧德時(shí)代、豐田汽車(chē)等均計劃在2025年量產(chǎn)固態(tài)電池。
“過(guò)去很多技術(shù)因為研發(fā)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(wèn)題,這些被擱置的技術(shù)又重新被業(yè)界重視?!币晃粍?dòng)力電池公司高管說(shuō)。
長(cháng)期來(lái)看,動(dòng)力電池和儲能電池行業(yè)都會(huì )變得更標準化,只剩下少數幾個(gè)主流方案。規模帶來(lái)的成本降低會(huì )更加明顯,推進(jìn)電動(dòng)車(chē)普及和能源轉型。不過(guò)由于現在尚未出現沒(méi)有明顯缺點(diǎn)的電池,接下來(lái)還會(huì )出現更多新的方案,為電池行業(yè)競爭格局帶來(lái)變數。
關(guān)鍵詞: 能量密度