详解钠离子电池，千万别当小白鼠

※ 投稿邮箱：[email protected]※ 本文章发布于订阅号：百车全说，订阅号阅读更加方便，欢迎关注。今天这期节目，咱们聊聊最近很火的一个话题“钠离子电池”。我相信关注新能源的朋友，从去年上半年开始就应该在手机上频繁收到关于钠离子电池的相关内容推送了。但是钠离子电池到底是什么，真的是划时代的产品吗？还要多久可以取代锂离子电池？能把锂离子电池的成本打下来多少？这些问题对于未来准备购入新能源车的用户来说，都关系着自己的钱包要付出多少。当然，也有一些玩股票的朋友也很关心钠离子电池的趋势，毕竟股市最热衷炒作的题材，除了“酱香科技”就是“新能源”了，而新能源领域肯定绕不开钠离子电池。先问大家一个问题，你觉得电动车价格贵吗？我给大家举个例子，纯电版本的宋PLUS EV入门价格18.68万，而混动版本的宋PLUS DM-i入门价格15.48万，而宋PLUS DM-I 110KM旗舰PLUS 5G版本，也就是前驱顶配的售价也就才18.78万，仅仅比宋PLUS EV入门价格18.68万贵1000块钱。但是配置上，要多出一套完整的L2级智能驾驶辅助、电动后备箱、手机无线充电、座椅加热通风、中控屏从12.8英寸升级到15.6英寸、4G升级到5G、还有10喇叭的燕飞利仕音响、自适应远光灯、多色氛围灯、双层夹胶玻璃、自动防眩目内后视镜、空气净化器等等。你说宋PLUS DM-I仅仅比宋PLUS EV只是贵1000元，为什么多出了这么多配置？宋PLUS DM-I虽然电池包小一点，但也多了台发动机，而且混动系统比纯电更为复杂。我觉得最主要的原因，就是宋PLUS EV搭载了更大的电池包，宋PLUS EV的电池包有71.7度，而宋PLUS DM-i 110公里的电池只有18.3度。别小看这53度电的差距，如果按每度电800元的成本计算，那就是42400元的成本差。所以现在的新能源车最大的成本就来源于电池。钠离子电池“出圈”的原因大家知道，电动车用的电池无非是“三元锂”或者“磷酸铁锂”，两者都离不开“锂”字，而这两年碳酸锂的价格像坐了火箭一样飞速上涨，从4.39万元/吨，一路飙升到了60万元/吨，翻了10几倍。吓得长城赶紧把白猫、黑猫这种小车停产了，不然卖一辆亏一辆。不过好消息是，碳酸锂的价格目前开始回调，从去年11月份一路下跌，截止到1月底，已经回落到47.36万元/吨。但是想回到当年的4.39万元/吨，几乎是痴人说梦了。正是因为碳酸锂价格回调，大家就看到了特斯拉一波又一波官降的新闻，一台电动车成本占比最大的就是电池包，而特斯拉的定价就是跟着成本来的，这种简单粗暴的定价逻辑，你如果摸透了，那么只要看看碳酸锂的供货价格曲线，就能推测出下一次特斯拉的调价动作。按理说现在电车越来越多，碳酸锂的价格不应该越来越便宜才对吗？毕竟被中国看上的东西，早晚价格都会降的。但是碳酸锂这东西确实不按“规模效应”发展，高启强来了也没用。主要原因有两个，一是锂属于稀有金属，锂矿的分布又比较集中，主要在南美地区、澳大利亚、漂亮国、加拿大和非洲部分国家。更重要的是每个国家的开采情况和能力又都参差不齐，虽然南美和非洲部分国家的储量不低，但是它们的开采和处理能力都很低。所以回看2021年，澳大利亚锂矿的产量就占到全球产量的55%，所以大头还是得靠它们。简单总结，就是现在的碳酸锂供不应求，是卖方主导的市场。在源头上，很多国家会联手炒高价格，搞饥饿营销，故意囤积，进一步人为控制供求关系，从而大赚一笔。这就很像之前疫情有人囤积口罩、囤积感冒药一样。那么是谁决定了碳酸锂价格的涨跌呢？答案是矿老板，锂矿的老板。全球可开采的锂矿十分稀缺，而南美洲拥有世界上70%的锂矿资源，中国仅有7%，而这7%里绝大多数又是卤水型锂资源，品质低、开采难。这就出现了非常尴尬的局面，中国锂离子电池占全球产量的60%-80%，但我们的锂原料80%得依赖国外进口。当中国人最需要的东西，掌握在少数外国人手里的时候，用脚指头想想都知道，他们肯定会坐地起价。2022年11月，加拿大突然宣布将锂矿收归国有，要求中国三家公司剥离在加拿大的矿产投资，这个消息来得非常突然，你也别问为什么，问就是无可奉告。不仅如此，智利、阿根廷、玻利维亚这三家锂矿大户，经常还在一起开小会，研究要不要建立一个“锂·欧佩克”，说白了就是联手坐庄，操控锂矿价格。国家队带头坐庄锂矿产业，直接带飞全球锂矿价格，号称全球锂价风向标的“皮尔巴拉锂精矿拍卖”显示，锂价从2021年7月的1250美元/吨，一路狂飙到7805美元/吨，直到2022年12月末，才稍微下跌一些，或者我们理解成稍微停止了一丢丢暴涨的趋势，才更为贴切。有人可能要问了，中国锂电池企业难道就束手无策吗？看着这帮奸商漫天要价，没有可以拿捏他们的底牌吗？你听听锂电池大佬“宁德时代”老板是怎么回答的：“以前钴的价格炒得很凶，我们就拼命搞无钴，镍炒起来后我们做无镍。现在锂的价格还在炒，我就搞一个钠，我觉得氯化钠炒不起来，因为盐很多。”这里给大家解释一下，我们经常听到三元锂电池也叫811电池，523电池，其实就是镍钴锰的配比。注意刚刚宁德时代老板曾毓群说的最后一句“现在锂的价格还在炒，我就搞一个钠。”他不是说得玩的，2021年5月28日，宁德时代发布第一代钠离子电池，当天宁德时代股票大涨6%，宁德时代股价突破万亿。瞬间资本市场沸腾了，但凡是跟纳电相关的企业，投资人追着要给钱投资。证券机构也是帮着一阵鼓吹“钠离子元年来了”、“钠离子电池成本只有三元锂电池一半不到”“钠离子才是未来”。有人好看钠离子，自然也有人不看好。而不看好钠离子电池的，恰好又是新能源领域的专家学者们。吉利大学青岛汽车研究院副院长顾国洪，曾经发朋友圈调侃：全球量产钠电池最早、价格最优者是国泰君安证券公司，比磷酸铁锂便宜30%，我能否向分析师订购几亿支用用？”这段话是调侃国泰君安的分析师发布的一份“纳电研究报告，”言外之意，就是不要张口就来，现在吹牛皮还为时尚早。有人可能要说，比亚迪的新车海鸥不是说或将搭载自研的钠离子电池吗？这款车不是即将上市，开始量产了吗？接下来，我们就聊聊什么是钠离子电池？什么是钠离子电池？钠离子电池其实就是一种普通的充电电池，由正极、负极、电解液、集流体和隔膜组成，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作的。它的工作原理和锂离子电池非常相近，甚至连电池的内部结构都基本一致，说白了就是用钠离子替换锂离子。2022年6月1日的时候，国家发展改革委、国家能源局等九部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》，提出研发储备钠离子电池技术。随后在7月14日工信部正式下达首批钠离子电池行业标准计划。国家还是很有远见的，钠电池正极所用的铜、铁、锰等金属材料也比锂电池正极中的镍和钴更加便宜，再加上用更便宜的铝箔取代铜箔作为集流体。理论上来说，钠电在材料成本上相较锂电池可以下降30%-40%。前面我们提到宁德时代在2021年7月底，已经发布了第一代钠离子电池，正式打响了钠电池在二级市场的第一枪。就在宁德时代发布会的5个月后，中科海钠与三峡能源、三峡资本及安徽省阜阳市人民政府达成合作，将共同建设全球首条钠离子电池规模化量产线，该项目总投资5.88亿元。除此之外，还有江苏众钠能源科技有限公司、欣旺达电子股份有限公司、中国长城科技集团股份有限公司、蜂巢能源、上海奥威科技开发有限公司等数十家公司都已开始或准备开始生产钠离子电池。包括比亚迪也对外宣布，自家的钠电池正在研发当中，很有可能将在今年第二季度，率先搭载在海鸥这款小型车上。除了这些专业做电池的公司外，还有很多跨界的公司都宣布要进军钠离子电池领域，比如华为、碧桂园等等。所以大趋势也在告诉我们，今年真的很有可能是钠离子电池量产爆发的元年。相比锂电池，钠电池都有哪些优点？为什么现在各大企业都争着要生产钠离子电池？钠离子电池究竟比锂离子电池好在哪儿？熟悉元素周期表的粉丝应该知道，钠就在锂的正下面，两者属于同一主族，都是很活跃的金属，所以化学性质类似，它们的工作原理也近乎一致。即在充放电过程，钠离子/锂离子在正极和负极之间移动来工作。其次，锂属于稀有金属，全球储量非常少。但是钠的储量可以说非常丰富，毕竟是地球上第7大最丰富的元素。要知道它的储量可是锂的420倍，更关键的是分布非常均匀，全球各地都有，没有少部分国家垄断资源，价格自然会稳定很多。而且，制取钠的成本也更低，通过海水即可制备钠盐。如果特斯拉搞定了钠离子电池，Model 3在目前22.99万基础上再下调40%，估计只要13.8万开走，那还要啥自行车？再有，钠离子电池的稳定性也要比锂电池更高，因为锂电池更容易热失控，近些年来电车自燃的现象不在少数，很多人就是担心安全性才不考虑入手纯电车型。但是钠离子内阻高于锂离子内阻，所以短路发生后电池瞬间发热量更少，温升较低。在所有安全测试的项目中，均未发现起火现象。而且，由于钠盐离子晶体具有更高的静电能，因此钠盐和对应的电解液均表现出了更好的热稳定性。不仅如此，钠离子电池还有两大优点，一是充电速度非常快，据说在常温下只要充电15分钟，电量就可达80%。其次，钠电池工作温度的跨度也非常之大，-70℃-100℃都能适用。而且在-20℃的低温环境中，也能拥有90%以上的放电保持率，这对于现在的锂电池来说完全就是碾压级的。现在市面上宣称续航有500公里的电动车，到了冬天最多也就跑个300公里左右，东北的朋友应该深有感触，续航掉一半都是常态。所以很多网友说在东北的冬天开电车，不是在充电就是在去充电的路上。我有一年去漠河，几乎满电的手机掏出来刚准备拍照，没几分钟就提示低电量，再过会儿就自动关机了。所以，电动车理论上如果换成钠电池，即便是冬天开空调、开座椅加热，续航也不会下降很多，是不是想想就很香？那我再告诉你一个好消息，在电池制造上来说，钠离子电池生产工艺与锂离子电池也几乎相同，原先制造锂电池的设备可以直接迁移，等于说生产线都不用重新改造，基本就能完成从锂电池到钠电池的转换。如果真的钠离子电池完全替代了锂离子电池，一台车的成本会下降多少呢？广汽埃安的董事长曾庆红在去年7月份，说自己是在给宁德时代打工。他这么说并非空穴来风，现在光锂电池的成本就能占到整车制造成本的40%，最高甚至能到60%。就等于说一台20多万的纯电车，去掉毛利后，有将近10万都是电池的成本。而在锂电池的成本里，碳酸锂的采购价又占到了电池总成本的60%-70%。现在碳酸锂的价格已经接近60万一吨，要知道几年前才3万一吨，整整翻了20倍，而钠的采购价格却仅仅只有3000元一吨。不夸张的说，国内企业研发钠离子电池，真的是被逼到走投无路了，才这么干的啊。但凡国外这些矿老板吃相不那么难看，眼光看长远一些，咱们也不会这么着急去研发钠离子电池。钠电池真的会取代锂电池吗？刚才说了那么多钠电池的优点，听到这儿估计很多人都会觉得钠电池既然这么好，制造起来也没什么难度，取代锂电池岂不是指日可待？还有人可能会问，既然钠离子电池比锂离子电池成本低，优势大，为什么一开始量产的不是钠离子的电池呢？在2015年，业界“大牛”周豪慎教授说过这么一句话：“在锂储量用完前，钠离子电池没有机会。这是从性能、性价比综合考量后得出来的结论。”道理很简单，虽然在元素周期表上，钠与锂处于同一主族，具有相似的性质。但是，石墨储锂机制的率先发现，让锂离子电池在技术上突破更快，钠电池自然就慢慢淡出了主流视野。2015年，国内没有任何一家专门研发钠电池的公司，国际上此类公司也如凤毛麟角。关键是，锂离子电池那时候的成本并不高，手机，笔记本电脑用的不都是锂离子电池嘛。谁能想到几年后，价格会暴涨10几倍呢？实际上，事情也并没有那么简单。钠电池目前最大的缺陷在于能量密度很低，有数据表明，钠离子电池的单体能量密度为100-150wh/kg，比《锂离子电池行业规范条件》里的180wh/kg的下限还少，这意味着相同续航的两款电池，钠电池要比锂电池更大更重。目前特斯拉Model3使用的三元锂电池能量密度为260Wh/kg，特斯拉第三代4680电池能量密度可以达到330Wh/kg。钠离子电池的能量密度连它的一半都不到，能量密度高低，决定了同样重量，同样体积下，谁的电池包可以续航更长。如何提高钠离子电池的能量密度，这是摆在众多企业面前的一大难题。其次，钠离子电池目前可选择的正极材料有三种，层状氧化物、聚阴离子与普鲁士蓝类材料。各家企业在选择上也有分歧，比如宁德时代第一代钠电池就是采用了普鲁士蓝类材料，这种材料成本低、合成简单、可设计性强、理论克容量和倍率性能高，缺点是除水困难、循环寿命低、实际倍率性能差、体积能量密度低、电压极化大、有热失控风险。最致命的问题是生产加工过程中，如果处理不当极易形成结晶水，而这个问题目前很难解决。据说，宁德时代已经暂缓了普鲁士蓝类材料的钠离子电池的研发，现在在用层状氧化物与聚阴离子材料努力达成量产。而层状氧化物晶体结构类似于三元正极材料，其优点为能量密度高、循环性能优异、倍率性能好，缺点为空气中稳定性差、浆料容易果冻、克容量发挥不稳定。聚阴离子材料则是公认的循环寿命高、理论工作电压高、热稳定性好，缺点为能量密度低、原材料成本高。如果能量密度问题不能有突破性进步，钠电池一定不会搭载在中高端的车型上，毕竟续航长和密度高是成正比的。如果钠电池真的要量产，也大概率只会出现在比亚迪海鸥这类的微型、小型轿车上，来分担一下锂电池带来的高昂成本而已。说白了它就是锂电池的配角，也不可能代替锂电池的位置，起码在未来的很长一段时间内是不可能完全取代锂电池的。更何况目前钠电池在处在研发阶段，后续真正的成本和实际使用体验怎么样也都是个未知数。更重要的是，目前碳酸锂虽然非常贵，但它的行情是在波动的，一旦看到钠离子电池有突破性进展，必然是会大幅降价，钠电池将失去任何优势。那咱们国内企业还是否继续研发钠离子电池呢？继续投入研发，又找不到解决问题的方法。停止研发，不仅前期投资打水漂，又得回到从前看矿老板脸色的日子。所以钠电池能不能取代锂电池，这其实是一场国家与国家之间的博弈。总结来讲，钠离子电池是个研发的方向，很多企业都在豪赌这条赛道。但是三元锂电池和磷酸铁锂电池肯定在很长一段时间内，仍然是绝对的主流电池。反过来看，钠离子电池的研发进度，也决定了锂电池上游供货方的强势程度。如果钠离子电池一直无法取代锂电池，那么上游供货商仍然有资本涨价，甚至会越涨越凶，毕竟钠离子一代取代锂电池，那么他们有货也卖不出去了，不如最后再赚一波快钱。如果钠离子电池这条路被确认走不通，那么锂离子和磷酸铁锂电池的上游供应商，就得重新权衡价格了。毕竟唇亡齿寒，下游投资那么多研发钠离子失败，再让人家采购成本提高，哪里有压迫哪里有反抗。但是锂离子与钠离子打架，反而把旁边的铅酸电池干翻了。毕竟钠离子电池就算暂时无法取代锂离子电池，但是对于铅酸电池而言，完全是降维打击。可以添加微信46415254加入我们的社群音频图文更新在订阅号： 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