钠离子电池目前的主要挑战是什么?

摘要:相对于三元锂电池,磷酸铁锂电池避免了镍、钴等金属元素的制约,却躲不过锂元素的制约。锂元素相关矿产价格飞涨[1]:

相对于三元锂电池,磷酸铁锂电池避免了镍、钴等金属元素的制约,却躲不过锂元素的制约。锂元素相关矿产价格飞涨[1]:

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长期来看,锂矿产并不会短缺[2],但中短期的巨幅波动对产业链的影响还是很大,特别是对行业龙头宁德时代的影响最大。这种情况下,就需要有应对措施,那就是不需要锂元素的钠离子电池:

元素周期表中,钠元素正好在锂元素的正下方,化学性质相似。最关键的是,储量很足!下面是地壳中的元素丰度图[3]:钠元素占比2.27%,是锂元素占比0.0018%的1000多倍

听说过锂元素涨价,没听说过食盐(氯化钠)涨价吧?说句夸张的,去楼下超市多买几包盐,就足够一个电池包的钠元素用量了!

从性能来看,钠离子电池的主要弱点在于能量密度,但在成本、低温、快充、热稳定性更好。

粗算一下,BOM成本比磷酸铁锂电低30-40%[4]:

从储能的角度来,钠离子电池较有优势。此外,中低续航的电动车上,也可以应用钠离子电池。

关于成本的估算,文献[5]也有相似的观点:

用于电动汽车上,早期技术的钠离子电池能量密度可能还是太低了。宁德时代提出了AB电池的混搭使用方案: 在更高能量密度的钠离子电池量产之前,第一代钠离子电池至少能够以AB电池混搭的方案上车,让钠离子电池与锂离子电池优势互补。

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理论上说钠离子电池可以降低成本,那是指产业成熟、规模化之后。就现在来说,钠离子电池的成本还是高于锂离子电池的。

钠离子电池有一些优秀特性,比如可以过放电到0V、热安全性更好。这就意味着可以降低对当前电池管理技术的要求,从而削弱能量密度上的劣势。

从矿产到动力电池,这是一个很长的产业链。电池企业上游,也涌现了不少上市公司,共同组成了产业链,使得整个流程运转有效率。

钠离子电池对矿产的需求不对、对工艺的要求不同,也需要时间来形成一个新的产业链,才能运转有效率、才能真正达到降低成本的目标。

钠离子的正极材料、负极材料、电解液都不同,这都需要研发。这部分不属于技术难关了,现在已经可以用了,就是正常的迭代改进,从工程上达到降低成本的目标。

来源:锂电百科

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