被行业寄予厚望的钠电池,在2024年的表现并不理想。据介绍,电动两轮车行业内除了雅迪等头部企业少部分车型搭载钠电池之外,并没有在市场上得到普及。原因在于:钠电池仍处于商业化初期,生产工艺和质量控制体系尚未完全成熟;来自于梯次利用锂电池的渗透;钠电池能量密度低;消费认知等因素。
相较于锂电池,钠电池在安全、制造、环保等具有优势,但需要在技术、工艺以及时间上进行积累。预计,2025年,钠电池搭载到电动两轮和三轮上是否大规模推广,取决于头部企业在市场上所起到的效果及示范效应。理想状态,雅迪、台铃和新日等企业搭载钠电池占可能在3-5%之间。
现在,我们再来梳理一下,钠电池的优势:
成本低:钠资源丰富且价格低廉,材料成本远远低于锂电池,且取之不尽用之不竭。相反,锂电池尤其是三元材料(镍钴锰、镍钴铝等)的锂电池,镍与钴的价格上升令人唏嘘不已:镍价:过去五年大幅上涨,涨幅约100%-150%,主要受电动汽车需求推动。钴价:过去五年虽然大幅下跌,跌幅约50%-60%,主要受技术替代和供应增加影响,但目前价格仍在3.5万美元/吨的高位。
制造上:钠电池目前成本为0.4-0.6元/Wh,随着制造工艺稳定以及成熟,成本将进一步下降。目前,磷酸铁锂电池的制造成本约为 0.5-0.7元/Wh;三元材料为 0.8-1.2元/Wh。主要因钴、镍等贵金属价格较高。三种材料价格一比较,钠电池的制造成本优势明显体现出来。
安全性高:钠电池相比较磷酸铁锂电池和三元材料锂电池,热稳定性好,不易过热或起火,安全性更高。但钠电池仍然存在安全风险。风险点:钠电池通常使用有机电解液(如酯类或醚类),这些电解液易燃,遇到高温或短路时可能引发燃烧;电解液的化学性质决定了其易燃性,尤其是在高温或过充情况下。
环境相对友好:钠资源丰富且无毒,生产和使用过程对环境影响较小,但电解液等材料仍有毒,需要在回收中加强管控,妥善回收与处理。
低温性能好:在低温环境下表现优于锂电池,适合寒冷地区。在 -20℃ 环境下,钠电池的容量保持率通常可达 80%-90%,而锂离子电池的容量保持率可能降至 50%-70%。但钠电池在极低温低温(如 -30℃以下)性能的局限性:
1.能量密度下降:尽管钠电池在低温下性能优于锂离子电池,但其能量密度仍会随温度降低而下降。
2.充电速度:在极低温(如 -30℃以下)环境下,钠电池的充电速度会显著减慢,可能影响用户体验。
循环使用寿命:钠电池的理论循环寿命目前通常在 2000-3000 次 ,实际上远远低于这个数值,这也是目前还无法大规模推广的原因。而磷酸铁锂电池:循环寿命可达 3000-5000 次。这是钠电池在短时间内无法取代磷酸铁锂电池的主要原因之一;三元锂电池:循环寿命约为 1000-2000 次。但三元锂电池的能量密度远远大于钠电池。
锂电池、三元锂电和磷酸铁锂电池三种电池的能量密度(如图):