2021年08月06日 | 钠离子和三元锂混搭，这种新型电池包会不会取代磷酸铁锂？

两个多月前，我们曾对钠离子电池有过分析，当时我们认为，以钠离子电池的特性而言，它已经在实用层面接近如今的磷酸铁锂，量产装车并不遥远。

上个星期，宁德时代正式对外发布了其第一代钠离子电池，此前人们猜测的各项参数，至此也正式揭晓，看起来，第一代钠离子电池已经快要赶上磷酸铁锂电池的量产水平，于是乎，关于钠离子电池是否能快速取代磷酸铁锂，成为电动车的首选这一问题，也就再度成为大家关注的焦点。

在笔者看来，钠离子电池发展前景的确非常广阔，但要说能彻底取代磷酸铁锂，至少在短期几年内是不太现实的。为什么这么说？且看下面的分析。

能量密度不足？锂离子来凑

我们此前已经知道，钠离子电池的最大优势是原材料丰富而且便宜，这对整个行业缓解锂电池上游原材料涨价的压力具备非常明显的吸引力。但对于用户日常使用而言，钠离子电池的核心优势其实不是成本，而是它的各项性能指标。

根据宁德时代研究院副院长黄起森的介绍，我们可以清晰地看到，第一代钠离子电池在跟磷酸铁锂的对比中，除了能量密度略低之外，在热稳定性和使用寿命方面打了个平手，但在充电速度、低温性能和系统集成效率方面优势明显（如下图）。

据称，宁德时代此次发布的第一代钠离子电池在电芯能量密度方面已经做到了160Wh/kg，系统集成效率超过80%——也就是说，在很多电动车用户看重的电池包能量密度指标一项上，第一代钠离子电池已经能做到128Wh/kg左右，这距离比亚迪刀片电池145Wh/kg的系统密度已经比较接近，跟其他采用模组形态的磷酸铁锂电池包相比差距就更小。

但在充电速度方面，第一代钠离子电池已经实现了15分钟充到80%以上的水平，跟人们现在去加油站加油的时间比较接近，充电速度比锂离子电池快了一倍。

另外，钠离子电池在寒冷地区的续航能力也比磷酸铁锂明显更可靠，据称，哪怕是在零下20度的环境中，钠离子电池的放电保持率能达到90%以上，是磷酸铁锂遥不可及的。

如此比下来，钠离子电池的优势尽显，唯一的能量密度劣势，也在宁德时代此次同步提出的“集成混合共用”系统方案中得以化解——其具体做法，就是在电池模组中把锂离子电芯和钠离子电芯按照一定比例进行串联和并联，比如两个钠离子一个三元锂，让能量密度高的三元锂来弥补钠离子电芯暂时能量密度偏低的短板。

这种“混搭”的实际效果到底如何，我们暂时不得而知，但根据两种电池不同的电化学特性来看，此举对BMS电池管理软件的要求无疑又上了一个台阶，毕竟两者能量密度水平、充电速度和放电特性差异十分明显。而且，三元锂和钠离子两者的热稳定性差距也很大，如何兼顾安全性也是一大考验。

但鉴于钠离子电池的诸多优势，我们非常期待尽快看到市面上有电动车采用这种新型电池的，甚至是所谓的混搭电池方案。

产业尚不具备大规模量产基础

只不过，这样的期待在短期内是注定无法实现的，因为整个动力电池产业链尚未做好准备。

根据宁德时代方面的透露，钠离子电池的产业布局要2023年才能形成产业链，并且呼吁有关研究机构、上游原材料供应商和下游应用端共同参与到钠离子电池的商业化应用进程。也就是说，最快也要两年后，普通消费者才能在市面上看到搭载钠离子电池的车型。

另一方面，包括宁德时代自己在内，其实短期内也没有做好量产钠离子电池的准备，因为目前挣钱的还是三元锂和磷酸铁锂。

中国汽车动力电池产业创新联盟的数据显示，磷酸铁锂近两年在动力电池市场的装机比例正在明显提升。2020年，国内磷酸铁锂动力电池装机量为23.2GWh，同比增11.7%，占市场总装机量的36.7％，较2019年提升了近3个百分点。进入2021年，这个比例还在增加，今年1月磷酸铁锂电池产量就已经达到5.2GWh，占比43.1%，而今年上半年动力电池58.2GWh的累计销量中，磷酸铁锂累计达30.8GWh，占比52.9%。

磷酸铁锂反超三元锂，这得益于去年下半年以来的三元锂上游原材料持续涨价，导致越来越多的车企不得不采用低成本的磷酸铁锂方案，一周前马斯克甚至透露，未来特斯拉电池构成上将大幅转变，将使用2/3的磷酸铁锂电池和1/3的高镍锂电池。 

众所周知，特斯拉已经在国产Model 3和Model Y上面推出相应的磷酸铁锂版本，售价也相应降低；今年3月，小鹏也在P7后驱标准续航型新车上采用磷酸铁锂电池；蔚来方面也没有闲着，已经对外宣称将加入到磷酸铁锂的阵营，并将推出新型的混搭电池包（三元锂和磷酸铁锂混搭，就像宁德时代此次在钠离子电池上面的做法）。

另外，在很多人心目中，比亚迪一直都是磷酸铁锂的忠实拥趸，自然而然地认为比亚迪就应该是磷酸铁锂电池的市场老大，但结果却并非如此——根据2020年的磷酸铁锂动力电池企业装机量排名来看，宁德时代才是最大的赢家，因为它一家吃下了13.68GWh的蛋糕，市场占有率高达58.9%。而且，前面所述的特斯拉、小鹏等磷酸铁锂新车，全都是宁德时代在供应电池。 

从整个动力电池的产业现状来看，磷酸铁锂是解决三元锂成本太高的现实选项，包括产业龙头宁德时代自己，也都在不断加码磷酸铁锂——今年4月上旬，宁德时代董事长曾毓群就表示，未来3-4年将逐渐增加磷酸铁锂电池的产能占比。

也就是说，钠离子电池真正想要取代磷酸铁锂，还得更长的周期。

最后说说 

对于这样一种速度，也许人们会觉得“太慢了”，但这恰恰是一个新生产业商业化进程的合理进度。毕竟，钠离子电池兴起的最大初衷就是为了降低动力电池成本，摆脱原材料的限制，但在产业暂时有过渡性解决方案（磷酸铁锂）的现状之下，产业链也需要充分的时间去做好量产准备，边挣钱边迎接变革，才是最为现实的节奏。

所以，两年内见到钠离子电池商品车，五年之后再谈市场占比，这对于钠离子电池而言已经是一个靠谱的时间节点。至于挑战磷酸铁锂的市场地位，那就是更加遥远的事情了。在此次发布会上，宁德时代宣称第二代钠离子电池已经在研发之中，电芯能量密度可达200Wh/kg，一旦量产，届时才真正具备全面挑战磷酸铁锂的综合实力。

而在笔者看来，作为不同的技术路线，钠离子电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池都还有自己的提升空间，市场在不同时期最为看重的需求，也将决定哪一种路线会成为阶段性发展方向。但无论如何，站在用户的立场上，钠离子电池凭借低成本的长期优势，以及性能上的诸多亮点，我们期待它尽快装车上市，多一个选择总是没错的。