钠离子电池能够替代锂离子电池吗?钠离子电池增长前景如何?钠离子行业是否会出现宁德时代、比亚迪这样的新巨头?最近很多朋友说,网上看了很多钠离子电池介绍的视频,看得很不明白,希望让我出个视频介绍一下。其实要做一个很详细的对比介绍,真心没这个条件也没这个时间,现在我结合手里的钠离子电池,就从储能的角度去给大家讲解,有说得不对的地方请补充。我会从三个方面进行解说。
首先,是从真实储电容量和能量密度角度对比。我这里有三种电池。这个是磷酸铁锂电池,很重。是12.8V/200AH的,总共可以储能是2.56kWh,也就相当于2.56度电吧,一般放电深度是80%左右,能放出2.048度电。这个是12V/100AH的胶体电池,一个是1.2度电,放电深度45%左右,能放出0.54度电左右,要4个这样的电池才能放出差不多1个磷酸铁锂电池的真实电量。这个是钠离子水系电池,这样一个差不多可以存2.5度电左右,放电深度90%,2.25度。大家可以非常直观地看到,要达到一样真实的储电量,磷酸铁锂体积最小,胶体电池中间,钠离子电池最大,这个可以非常直观看到这三种电池能量密度的区别。当然,我用到这个钠离子电池是早期产品,技术成熟后做到跟胶体电池一样的体积是有可能的。
第二,从循环寿命角度对比。这个锂电池在80%充放电深度标准环境下,可以做到4000次以上的寿命,一天一个循环大概可以用10年左右。这个胶体50%充放电深度,差不多是1400次左右,一天一个循环3年多左右的寿命。我这个钠离子电池寿命根据厂商的计算,90%充放电深度,可以达到6000次以上,每天充放电一次,可以达到16年。也就是说循环寿命钠离子电池最长,磷酸铁锂其次,胶体最短。
第三,成本上。这里的成本是指做成PACK的费用,因为锂电池要加BMS,所以价格会比电芯贵。磷酸铁锂价格很乱,一般还可以的,PACK差不多1800元每度电。胶体也涨价了,差不多600元每度。钠离子电池价格在1800元每度。上面介绍的只是物料成本,如果算整个生命周期使用总成本,钠离子电池费用最低,其次是磷酸铁锂电池,胶体最贵。但是胶体电池初期项目费用最低。
第四,从整体的环保成本评估。磷酸铁锂和胶体电池一旦报废,处理成本是很高的,处理不好,环境代价也很大。但是这个钠离子电池优势就特别明显,它的材料是ABS、铝、石墨、合成棉、硫酸钠溶液、氧化锰,可以当一般废弃物处理,真实从摇篮到摇篮,也就是说从生到死,再到分解融入自然环境,对人类和环境基本无害,很容易进行报废处理。
第五,充放电效率。锂在周期表排第3,钠排第11,锂离子的半径小于钠离子,锂离子在电极间的穿梭会比钠离子更快,充放电效率更高。我这个烧开水实验很形象,以2千瓦的功率烧开水,开水还没烧开,接钠离子电池的逆变器就开始报警,电池电压被拉得太低了,再低逆变器就要关机了,烧完后电压又回复了。用锂电池烧开水,一直烧开,电压变化不是很大。也就是说钠离子电池因为其特性,内阻比较大,高功率时电不太好放出来。用一个形象的比喻,两个水池容量一样,钠离子电池水管很细,是细水长流;锂离子水管特别粗,一开闸就是在泄洪。
其它的对比这里就不说了,有兴趣的朋友请翻看我往期的视频。
我做个总结,钠离子电池对环境非常友好,材料来源广泛,内阻比较大,能量密度低,安全性高,比较皮实,非常适用在储能的场合;材料成本上有优势,但在大批量商业化的早期,导致前期电芯价格比锂电还要高。我觉得,一旦有哪家公司能解决钠离子电池低成本大批量商业化的问题,钠离子电池市场肯定会大爆发,因为储能的市场是远远大于车载市场,这些场合对成本、环境和安全性更为重视,对体积并不是很敏感,现在很多企业跟风上锂电池项目,其实我并不看好他们,这条赛道太拥挤了,神仙级对手太多,还不如换条新的更宽的赛道,非常期待新行业新巨头的出现,我们拭目以待。