終于，鈉離子電池要來(lái)了！

日前中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)宣布，10月8日至11月7日，全網(wǎng)征求關(guān)于《鈉離子電池通用規(guī)范》的意見(jiàn)。該通用規(guī)范主要適用于汽車動(dòng)力電池、儲(chǔ)能等領(lǐng)域，若進(jìn)展順利，預(yù)計(jì)11月左右發(fā)布并實(shí)施。

國(guó)內(nèi)寧德時(shí)代、比亞迪、華陽(yáng)股份、傳藝科技、維科技術(shù)等電池企業(yè)，早已進(jìn)入鈉離子電池市場(chǎng)，其中寧德時(shí)代更是連續(xù)取得技術(shù)突破。

然而，目前市面上的電動(dòng)車基本是鋰電池，少部分高端車型正在新嘗試半固態(tài)電池、固態(tài)電池，我們是否真的需要鈉離子電池？

電動(dòng)車的未來(lái)，不能沒(méi)有鈉離子電池

當(dāng)前電動(dòng)車常用的電池主要有兩種，即磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池，這兩種電池的主要差別在于，磷酸鐵鋰電池成本更低、安全性相對(duì)高一些，但能量密度太低，除了比亞迪，其他車企基本只有中低端車型才會(huì)搭載磷酸鐵鋰電池。

三元鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于能量密度較高，缺點(diǎn)則在于危險(xiǎn)性和成本略高，比磷酸鐵鋰電池更容易爆燃。然而，三元鋰電池理論能量密度最高不會(huì)超過(guò)500Wh/kg，特斯拉推出的21700電池能量密度可達(dá)300Wh/kg，已是當(dāng)前動(dòng)力電池的極限水平。按照百公里耗電15度計(jì)算，續(xù)航1000公里的汽車，電池重量就要高達(dá)500kg。

目前，電動(dòng)車充能速度遠(yuǎn)不如燃油車，哪怕充電樁數(shù)量等同于加油槍，也更容易造成擁堵排隊(duì)，因而電動(dòng)車車主普遍存在續(xù)航焦慮。國(guó)內(nèi)主流電動(dòng)車的續(xù)航通常在450～650公里，尚無(wú)法解決車主的續(xù)航焦慮情況。

因此，不少車企與電池企業(yè)一直在開(kāi)發(fā)固態(tài)電池。固態(tài)電池能量密度較高，恩力動(dòng)力和軟銀公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的固態(tài)電池，能量密度能這到300Wh/kg，而NASA（美國(guó)航空航天局）開(kāi)發(fā)的固態(tài)電池，能量密度更達(dá)到了500Wh/kg。

但無(wú)論是磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池，還是固態(tài)電池，都離不開(kāi)鋰元素。然而，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）數(shù)據(jù)顯示，地球上鋰礦資源大約只有9800萬(wàn)噸（2022年數(shù)據(jù)）。但這些鋰礦資源是不夠?qū)崿F(xiàn)全球汽車行業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的。正因如此，特斯拉才會(huì)自建鋰礦精煉工廠，提高鋰礦資源的利用率。

而鈉元素含量卻是鋰元素的400多倍，且更易開(kāi)采，從這個(gè)角度來(lái)看，鈉離子電池生產(chǎn)成本自然遠(yuǎn)低于鋰電池。因此，出于成本、環(huán)保等方面的考慮，鈉離子電池都是未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)中低端車型實(shí)現(xiàn)低成本、高續(xù)航的最佳選擇。

鈉離子電池，實(shí)現(xiàn)低成本、高續(xù)航的希望？

除了成本低，鈉離子電池還有兩項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，即安全性更高和低溫狀態(tài)下表現(xiàn)更出色。哪怕是北方地區(qū)，也不必?fù)?dān)心冬季氣溫太低影響電動(dòng)車?yán)m(xù)航。

鈉離子電池看上去似乎是實(shí)現(xiàn)低成本、高續(xù)航的希望，但鈉離子電池還需要解決能量密度低的問(wèn)題。

今年5月在第十五屆深圳國(guó)際電池技術(shù)展覽會(huì)上，拓邦股份發(fā)布了一款鈉離子電池，能量密度僅為120Wh/kg，預(yù)計(jì)2025年可以提升到160Wh/kg，與磷酸鐵鋰電池相比，這個(gè)能量密度還是相對(duì)較低。

7月舉辦的第二屆鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展論壇公布數(shù)據(jù)顯示，17家鈉離子電池企業(yè)參加評(píng)測(cè)的產(chǎn)品平均能量密度僅為104.1Wh/kg，從這一角度來(lái)看，鈉離子電池暫時(shí)還是無(wú)法適用于電動(dòng)車。

近年來(lái)，全球裝機(jī)量最高的動(dòng)力電池企業(yè)寧德時(shí)代，投入重金研發(fā)鈉離子電池，已于2021年發(fā)布了第一代鈉離子電池，能量密度為160Wh/kg。今年4月上海車展上，櫻桃、奇瑞等車企紛紛宣布，今年第四季度將推出搭載寧德時(shí)代鈉離子電池的汽車，據(jù)悉，寧德時(shí)代的第二代鈉離子電池能量密度可以達(dá)到200Wh/kg。

可是，要想實(shí)現(xiàn)1000公里續(xù)航，解決電動(dòng)車車主的續(xù)航焦慮，200Wh/kg明顯不夠。同樣按照百公里能耗15度電計(jì)算，1000公里續(xù)航的鈉離子電池包的重量高達(dá)750kg。普通的B級(jí)車重量也就2000kg左右，中大型SUV的重量大約在2500kg左右，電池的占比太高了。不僅如此，電池還需要占用大量空間。寧德時(shí)代第二代鈉離子電池能量密度按照體積計(jì)算，大約在350Wh/L，這就意味著100公里續(xù)航電池就需要大約0.43立方米空間。

現(xiàn)在一些新能源汽車采用天幕設(shè)計(jì)，就是因?yàn)榈撞侩姵卣加昧颂嗫臻g，若采用傳統(tǒng)天窗設(shè)計(jì)，那么頭部空間很可能過(guò)于擁擠。并且，電池的自重同樣會(huì)影響續(xù)航，重量太大的車，就需要更大容量的電池，才能達(dá)到相同的續(xù)航，而占用太多空間，又會(huì)降低乘坐舒適度。

可見(jiàn)，鈉離子電池的當(dāng)務(wù)之急依然是提高能量密度，預(yù)計(jì)達(dá)到300Wh/kg時(shí)，才有可能在普通車型上實(shí)現(xiàn)1000公里超長(zhǎng)續(xù)航。

不過(guò)就目前的情況來(lái)看，隨著技術(shù)的不斷跟進(jìn)，鈉離子電池有機(jī)會(huì)逐步取代磷酸鐵鋰電池，未來(lái)實(shí)現(xiàn)與三元鋰電池、固態(tài)電池“三足鼎立”的局面。

動(dòng)力電池市場(chǎng)格局改變，磷酸鐵鋰電池將被替代？

鈉離子電池商用后，磷酸鐵鋰電池的地位難免會(huì)很尷尬，原因在于該電池低成本、高安全性的優(yōu)勢(shì)，鈉離子電池全都有，而且表現(xiàn)更好。

中國(guó)工程院院士陳立泉表示，鈉離子電池規(guī)?；逃煤?，成本會(huì)比磷酸鐵鋰電池低20%以上。

據(jù)業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，未來(lái)國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)動(dòng)力電池的分布很可能出現(xiàn)鈉離子電池、三元鋰電池、固態(tài)電池“三足鼎立”的情況。鈉離子電池可能將覆蓋磷酸鐵鋰電池現(xiàn)有的市場(chǎng)，主要應(yīng)用于15萬(wàn)元以內(nèi)的車型，三元鋰電池主要應(yīng)用于15～35萬(wàn)元的中高端車型，固態(tài)電池則應(yīng)用于35萬(wàn)元以上的高端車型。限于空間和重量的影響，鈉離子電池電動(dòng)車不太可能實(shí)現(xiàn)1000公里的續(xù)航，預(yù)計(jì)續(xù)航普遍在400～600公里。

三元鋰電池可能出現(xiàn)少量續(xù)航1000公里的車型，但普遍續(xù)航預(yù)計(jì)會(huì)在550公里～800公里。固態(tài)電池電動(dòng)車的續(xù)航大概率會(huì)在700公里以上，很有可能出現(xiàn)不少1000公里續(xù)航的車型。

當(dāng)然，這些預(yù)測(cè)均為性價(jià)比較高的國(guó)產(chǎn)車，合資車與國(guó)產(chǎn)車的策略不同，因而可能會(huì)出現(xiàn)一些與國(guó)產(chǎn)車完全不同的結(jié)果。

摘自微信公眾號(hào)“電車通”