近日全球最大也是中國最大的動力電池企業(yè)寧德時代表示正加速鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化布局,在2023年實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn),如此一來中國在全球動力電池市場的領導地位可望進一步鞏固。
動力電池面臨的問題
目前全球動力電池主要是以鋰離子電池為主,不過隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展,業(yè)界發(fā)現(xiàn)鋰離子電池已面臨相關材料短缺的問題,不僅鎳、鈷這些材料面臨短缺的問題,甚至連鋰金屬也面臨供應短缺的問題,為此特斯拉、寧德時代這些企業(yè)不得不出手收購相關的礦業(yè)企業(yè),或是與礦業(yè)企業(yè)合作確保供應。
在動力電池技術方面,目前主要有磷酸鐵鋰和三元鋰電池技術兩種方向,此前全球新能源汽車主要采用三元鋰電池技術,因為三元鋰電池技術的能量密度更高,可以提供更高的續(xù)航,而三元鋰電池也曾在相當長時間里占有動力電池市場過半數(shù)的市場份額。
不過到了今年,中國這個全球最大的新能源汽車市場卻發(fā)生了變化,今年下半年以來磷酸鐵鋰電池占中國動力電池市場的份額超過半數(shù),擊敗了三元鋰電池。原因就在于磷酸鐵鋰電池的成本更低、更安全。對成本的關注不僅是中國的中低端新能源汽車企業(yè)看重,連新能源汽車領導者特斯拉如今也在增加對磷酸鐵鋰電池的采用比例,隨著磷酸鐵鋰電池需求的增加,LG化學也將投產(chǎn)磷酸鐵鋰電池。
至于安全問題,隨著新能源汽車的存量增加,起火事故也在增加,業(yè)界日漸認識到鋰離子電池起火事故的嚴重性,因為鋰離子電池起火后往往難以撲滅,很多起火事故導致車輛直至燒剩骨架才會熄滅,相對來說磷酸鐵鋰電池安全性更高,正是考慮到安全問題導致眾多新能源汽車企業(yè)開始偏向磷酸鐵鋰電池。
最后一個是環(huán)保問題,鋰離子電池的生產(chǎn)過程存在許多污染問題;隨著早期新能源汽車的動力電池壽命到期,這個行業(yè)如今逐漸要面臨動力電池的廢棄處理問題,如果未來所有汽車都轉(zhuǎn)變成為電動汽車,那么廢棄電池的處理更是一個嚴重的問題。
各國研發(fā)新的電池技術
針對上述問題,歐洲、韓國、日本等都在研發(fā)固態(tài)電池,業(yè)界普遍認為固態(tài)電池的安全性更高、能量密度更大,它的介質(zhì)以固態(tài)形式存在,因此提高了安全性,因此它們普遍認為固態(tài)電池應該是未來的技術發(fā)展方向。
然而固態(tài)電池其實本質(zhì)上還是鋰離子電池,它依然面臨著磷酸鐵鋰、三元鋰電池的一些技術問題,同樣也面臨著鋰金屬材料短缺的問題,同時固態(tài)電池的成本更高,而且至今尚未能完全確定固態(tài)電池的推出時間。
中國也在研發(fā)固態(tài)電池,不過中國最大的動力電池企業(yè)寧德時代卻另辟蹊徑研發(fā)鈉離子電池,相比起鋰離子電池,鈉離子電池擁有諸多優(yōu)勢。
寧德時代宣稱鈉離子電池的能量密度已達到160Wh/kg,這比磷酸鐵鋰電池稍高,比三元鋰電池稍低,不過寧德時代表示正在研發(fā)能量密度達到200Wh/kg的技術,如果達到這個水平將接近三元鋰電池。
更重要的是鈉離子電池擁有鋰離子電池鎖沒有的諸多技術優(yōu)勢,鈉離子電池的低溫性能更強,零下20°C低溫環(huán)境下,仍然有90%以上的放電保持率;鈉離子電池的安全性更高;鈉離子電池無需擔憂鈉金屬短缺的問題,鈉是地球第四大金屬元素。
由于鈉金屬儲量足夠豐富,由此鈉離子電池的成本也遠比鋰離子電池低,成本是磷酸鐵鋰電池擊敗三元鋰電池的原因之一,鈉離子電池擁有的成本優(yōu)勢比磷酸鐵鋰電池更明顯。
事實上,日本的電池行業(yè)也認識到鈉離子電池的優(yōu)勢,因此它們也在積極推進鈉離子電池技術研發(fā),不過中國的寧德時代顯然取得了先發(fā)優(yōu)勢。
2020年全球前十大動力電池企業(yè)有六家是中國企業(yè),而寧德時代更是連續(xù)4年位居全球第一,隨著寧德時代推進鈉離子電池的量產(chǎn),依靠鈉離子電池的諸多競爭優(yōu)勢,寧德時代可望進一步提升市場份額,繼續(xù)稱霸全球動力電池市場。