“電池技術是贏得電動汽車競賽的關鍵。
作者:Will Locket |
編譯:唐詩 |
如果有一家
電池生產廠家能製造出超級便宜、重量輕、充電速度極快且對環境影響很小的電池,那麼他就可以輕鬆地在競爭中領先幾年製造出行業領先的電動汽車。這正是特斯拉試圖用其 4680 電池做的事情。
但作為特斯拉的供應商之一,
寧德時代即將憑藉其開創性的鈉離子電池將 4680 電池擠下神壇
。那麼,馬斯克應該擔心嗎?
01
鈉離子電池是什麼?
在深入瞭解寧德時代的新電池之前,我們首先需要了解鈉離子電池是什麼。
我們的電動汽車、膝上型電腦和手機中的大多數現代電池都使用
鋰離子電池
化學成分。我們使用這種化學物質是因為它提供了極好的
能量密度和快速充電
。
這就是為什麼現代電動汽車可以攜帶足夠的電池來行駛 300 多英里,並且可以在一小時內充滿電。
然而,鋰離子電池並不完美。它們具有重大的火災風險,生命週期短,在熱應力下掙扎,對環境有相當大的影響,並且製造成本相對較高。
包括特斯拉在內的許多公司都在嘗試開發能夠緩解這些弱點的電池。鈉離子是一種替代電池化學物質,似乎可以解決所有這些問題。
鈉離子電池
使用的是更廣泛可用的材料——鈉。鈉相對鋰而言更容易開採和提煉,因此
成本顯著降低
。但是,鈉離子電池令人驚歎的不僅僅是成本。它們也更安全,使用壽命更長,充電速度更快,並且對環境的影響很小。但令人煩惱的是,
鈉離子電池的能量密度也非常低
,因此無法用它們製造實用的電動汽車——至少直到目前是這樣。
02
寧德時代解決了鈉電池的能量密度問題
之前,寧德時代推出了第一代鈉離子電池,其規格令人難以置信。
寧德時代作為先進的國內電池生產廠家,其宣佈已經研發出來的鈉離子電池,
能量密度已經達到世界最高水平160Wh/kg,同時寧德時代擁有將其提高到 200 Wh/kg 的專利。充電15分鐘便可充到80%,且其生命週期額定為超過 3,000 次充電週期,相當於行駛一百萬英里
。甚至可以和現在廣泛使用的磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池相媲美。
業界人士表示,這款新型的鈉離子電池將成為未來電動汽車發展的助推劑,甚至有人稱鈉離子固態電池將成為壓死燃油車的最後一根稻草!
寧德時代所生產的鈉電池非常便宜,每千瓦時僅 77 美元,相當於每輛 EV 節省 5,500 美元(鑑於目前的鋰離子電池組成本為每千瓦時 132 美元)。
寧德時代預測,一旦生產規模完全擴大,他們可以以每千瓦時 40 美元的價格生產它們
,相當於每輛 EV 節省 9,200 美元,這簡直是低得驚人的成本價格!
除此之外,冬季續航能力一直是新能源汽車的一大詬病,
鈉離子電池可以輕鬆解決冬季效能衰減問題,甚至在-20℃還是非常敬業,仍舊可以保持90%以上的實際續航
。這代表著,新能源汽車受眾群體更廣了,北方消費者也可規避因電池續航大打折扣而錯失新能源這一選項的遺憾了。
讓我們將其與特斯拉行業領先的 4680 電池進行比較。正如您所料,
4680 電池的能量密度更高,約為270 Wh/kg
。這意味著 100 kWh 4680 電池組的重量將比寧德時代的鈉電池組輕 130 公斤。這對於效能車來說是一個顯著的重量差異,但對於日常車輛來說卻不是。
然而,
寧德時代的鈉電池在其他各個方面讓 4680 電池都一敗塗地
。
4680 電池在30分鐘內可以從10%到80%,充電速度不到寧德時代鈉電池的一半;而且只能持續1,500 個充電週期,或相當於500,000英里;目前 4680 電池的成本為每千瓦時 91 美元。
雖然特斯拉表示,一旦生產規模完全擴大,成本可能會降至 60 美元,但即便如此,這仍然比寧德時代的鈉電池貴。
看來寧德時代已經制造出近乎完美的電動汽車電池。
03
特斯拉應該擔心嗎?
4680 電池與馬斯克承諾的電池相差甚遠,目前生產的電池只是舊電池簡單升級後的版本。由於
4680 電池依賴於尖端技術
,例如矽膠陽極和幹塗層電極,馬斯克也確實在努力讓他的製造工藝進行升級和不斷地擴大規模。
但相比之下,寧德時代可以稱得上是全球最大的電動汽車電池製造商,
寧德時代所生產的鈉離子電池並不依賴於這種難以製造的技術
。因此,這種電池的產量應該會很快趕上並超過 4680 電池,並且很快就會達到每千瓦時 40 美元的瘋狂水平。
寧德時代最近表示,他們的目標是
在 2023 年將鈉離子電池投入生產
,並且已經在與電動汽車製造商討論在汽車中使用鈉離子電池的問題。
寧德時代似乎已準備好在電動汽車電池競賽中佔據中心地位並引發一場革命。
使用電池的電動汽車將比其他任何的燃油汽車便宜數千美元,充電速度更快,使用壽命更長。最重要的是,它們對環境的益處也比燃油汽車要多得多。而當這樣便捷且便宜的電池存在時,為什麼要使用其他電池?
04
結語
其實鈉離子電池在上世紀80年的就已經被研發出來,但是因為能量密度遠不如現在廣泛使用的鋰電池,並且安全性以及材料研發問題得不到解決一直被擱置。
這次寧德時代研發的鈉離子電池從資料上看確實有了很大的突破,足以和現有廣泛使用的磷酸鐵鋰電池以及鋰離子電池相比,如果能批次生產,或將會引發一場新的電池革命。
這將使特斯拉的 4680 電池變成過時的物件,馬斯克將浪費數百萬開發無用的產品。但這對特斯拉來說可能不是問題,因為寧德時代已經是其最大的電池供應商之一。所以特斯拉可以很容易地採用這種電池,而不是使用麻煩的 4680 電池。
無論透過哪種方式投入使用,多虧了寧德時代,電動汽車世界都將經歷一場革命。
05
延伸閱讀
新能源汽車和動力電池在產業鏈上已形成了深度的繫結關係,動力電池作為新能源汽車的“心臟”,決定了諸多關鍵的車輛效能引數。
整體上,動力電池沿著高比能和高安全兩條技術路線發展,隨著各項細分技術的不斷迭代,
未來新能源汽車動力電池將充分滿足車主關於續航里程、充電時間、駕乘安全等方面的需求
。4680大圓柱電池、固態電池、鈉離子電池、不自燃電池等新型技術即將投入應用,有望大幅緩解新能源車主的用車痛點。
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