鈉離子電池並不是走不出實驗室的理論派,早已經在市場上實裝,寧德時代的新型鈉離子電池近日更完成實車測試,成功挑戰 -40°C 超低溫環境。
電動車的大障礙,就是鋰離子電池對溫度敏感,太熱不行,太冷也不行,簡直就像車上載著少爺千金。組成方式和鋰離子電池非常相似的鈉離子電池,這方面比較逆來順受,不僅原料成本更便宜,還能極端溫度條件下正常工作。
想了解這種新電池,首先要回憶一下背誦過的元素週期表第一行「氫鋰鈉鉀銣銫鍅」。鋰和鈉同為 1A 族,化合物晶形結構相似,為電池內電解質,工作原理也幾乎相同。鋰離子半徑較小,比較容易在電池正負極間作用,充放電效率較高,因此很早就是主要儲能材料。
相較地殼蘊藏量只有 20ppm 的鋰元素,鈉元素蘊藏量高達 23,600ppm,因鋰礦價格增長,成本低、工作溫度範圍更高的鈉,就成了可靠的取代方案。1 月中國江鈴汽車集團與孚能科技合作的江鈴易至 EV3 大規模量產,成為全球首款量產的鈉電池電動車,滿電續航力為 251 公里,鈉電池能量密度為每公斤 140~160Wh,比常見車用鋰電池低,但能在 -20°C 時保持 91% 充放電性能。
本週寧德時代搶先曝光第二代鈉離子電池,能量密度達每公斤 200Wh,最重要的是,工作溫度能再壓低到 -40°C,即使天寒地凍的雪山或極圈,都能保證電池可用度。
新電池預定 2025 年發表,且 2027 年開始量產。理論上鈉電池應比鋰電池更便宜,但由於產品還在早期階段,尚未進入規模化,使鈉電池成本還是比鋰電池更貴。另一方面,鋰價逐漸向下修正,加上供應鏈逐漸穩定,短時間內鈉電池很難比鋰電池更便宜。
儘管如此,高緯度用戶和經常在高山工作的車主,這種抗嚴寒的電池電動車,提供了新選項。分析報告認為,鈉電池可能會取代目前 LFP(磷酸鐵)鋰電池 20%~30% 市占,且並不是什麼獨門黑科技,除了前述孚能、寧德時代,比亞迪也在蓋鈉離子電池廠,年產能可達 30GWh。
CATL announces second-generation sodium battery, normal discharge at -40°C
The World's First EV Powered by Farasis Energy's Sodium-ion Batteries Rolls Off the Assembly Line
(首圖來源:CATL)