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宁德时代第一代钠离子电池问世 锂钠混搭电池包“重塑”动力电池赛道?

2021-07-30 01:49:13 21世纪经济报道 

按照宁德时代(300750,股吧)的规划,公司已经开始进行钠离子电池的产业化布局,计划于2023年形成基本产业链。

钠离子电池的发布,对磷酸铁锂电池构成了不小的威胁。

7月29日,宁德时代钠离子电池发布会视频中,一辆黑色SUV在雪地中快速驶过……公司预想的钠离子电池的应用场景,显然不会仅局限于储能领域。

短短10分钟的时间,宁德时代便将研发的第一代钠离子电池公之于众。

核心性能指标包括,电芯单体能量密度高达160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;在-20摄氏度低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率。

160Wh/kg的能量密度,已经处于当前全球最高水平,超越了同行中科海钠、钠创新能源英国Faradion公司的钠离子电池产品。

更为重要的是,锂钠混搭电池包也在当日的发布会上首次亮相,即一个电池包中同时搭载锂离子电池和钠离子电池,实现了二者的集成混合共用。

这既弥补了钠离子电池现阶段的能量密度短板,也发挥了高功率、低温性能的优势,适用场景随之增加,比如冬季动力电池性能下降严重的北方地区。

其综合成本的降低,也有利去争夺更多的磷酸铁锂电池市场份额,这可能会对现有的磷酸铁锂、三元电池为主的动力电池供应格局带来改变。

宁德时代钠离子电池的发布,对磷酸铁锂电池构成了不小的威胁。视觉中国(000681,股吧)

“这是目前全球最高水平”

29日公布的钠离子电池,性能超出了此前市场预期。

衡量标准有两个指标,一个是单体能量密度,另外一个是循环使用寿命。

先说单体能量密度,宁德时代的第一代钠离子电池能量密度达160Wh/kg,而据光大证券(601788,股吧)近期统计,国内两家龙头中科海钠、钠创新能源的钠离子电池能量密度分别为135Wh/kg、120Wh/kg,英国Faradion公司能量密度则达到140Wh/kg。

“这是目前全球最高水平。”宁德时代研究院副院长黄起森在发布会上表示,宁德时代还在持续不断的创新中,下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg。

与主流动力电池产品相比,宁德推出的第一代钠离子电池能量密度略低。

据业内人士介绍,当前磷酸铁锂电池能量密度已达180Wh/kg,少数动力电池厂家提供的三元电池能量密度超过200Wh/kg。

就电池寿命而言,中科海钠钠离子电池循环次数可到2000次以下,英国Faradion公司和钠创新能源的循环次数则分别为1000次和大于1000次。

虽然在当日的发布会上,黄起森并未提及具体循环次数,但是21世纪经济报道记者会后从宁德时代处了解到,此次发布的第一代钠离子电池循环次数可达3000次。

此外,该产品还可以实现“常温下充电15分钟,电量就可以达到80%”的快充能力。但是,在制造成本上,钠离子却拥有显而易见的优势,这是其材料结构所决定的。

“在正极材料方面,我们创新性地对材料的体相结构进行电荷重排,对材料表面进行重新的设计,解决了材料在循环过程中容量快速衰减这一世界性的难题,使创新的材料具备了产业化的条件。”黄起森表示。

负极材料,宁德时代此次发布的产品则采用硬碳材料,整体性能指标与现有的石墨是相当的。

此外,钠离子电池正负极集流体均为铝箔,成本低于锂离子电池负极的铜箔,其综合成本预计将明显低于锂离子电池。

另据机构估算数据显示,钠离子电池的材料成本将较锂离子电池成本下降30%至40%。

按照宁德时代的规划,公司已经开始进行钠离子电池的产业化布局,计划于2023年形成基本产业链。

锂钠混搭或冲击现有供应格局

总体来看,第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池。但是在低温性能和快充方面,具有明显的优势,特别是在高寒地区高功率应用场景。

零下20°C低温的环境下,宁德时代的钠离子电池仍然有90%以上的放电保持率,这在某种程度上解决了动力电池在寒冷地区冬季耗电过快的问题,如我国东北、西北地区等。

更为重要的是,在此次发布会上,公司还首次抛出了混搭电池包,该产品未来可能会对当前磷酸铁锂、三元电池为主的供应格局带来冲击。

“我们还开发了AB电池解决方案,(钠离子电池)与锂离子电池的集成混合共用。”黄起森表示。

即,将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里,将两种电池按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联、集成,通过BMS(新能源汽车电池管理系统)的精准算法进行不同电池体系的均衡控制。

具体比例,宁德时代发布会未作过多介绍,但是视频显示,混搭电池包中钠离子电池与锂离子电池的比例为2:1。

通过这种方式,实现了锂、钠电池的取长补短,既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能的优势,以此增加了锂、钠电池系统的更多应用场景。

业内此前按照钠离子电池的性能指标,预判该产品更多适用于储能、电动两轮车,以及A00级别汽车领域,如售价在5万元以下的五菱宏光MINIEV、奔奔E-star等车型。

不过,宁德时代此次发布的钠离子性能已经十分接近磷酸铁锂电池,受益于成本端的竞争优势,其适用范围可能会进一步拓展,甚至可能会对10万元以下新能源车型动力电池形成替代。

就上市公司而言,钠离子电池的发布,则有利于宁德时代成本曲线的进一步下降,以及整体收入规模的继续增长。

从2019年开始,宁德时代动力电池成本降幅开始收窄,此次通过钠离子电池的技术升级,将有助于公司打破此前的成本下降瓶颈。

就收入构成来看,2020年公司动力电池系统一家独大,储能系统收入占比不足4%,后期随着钠离子电池的产业化落地,有望为公司带来新的收入增量。

这个增量的市场规模,还不容忽视。

7月23日,国家发改委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》指出,到2025年,新型储能的发展目标为30GW,即在五年内扩大约10倍,年均复合增长率将高达55.8%。

对此宁德时代董事长曾毓群29日也表示,“为此我们在发电端、电网端和用户端都做了很多努力,电化学储能方面进行了重点布局。”

(作者:董鹏 编辑:朱益民)

(责任编辑:李显杰 )
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