宁德时代发布钠离子电池，能量密度超过刀片电池？大家看看就好（比亚迪刀片电池“首秀”，更高安全性是核心卖点）
发布时间：2023-11-10 16:38:18 | 寻车网
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宁德时代发布钠离子电池，能量密度超过刀片电池？大家看看就好
最近几日，被宁德时代新发布的钠离子电池刷屏了。它被认为是宁德时代又一里程碑式的成果，将极大地影响整个新能源行业。
功夫 汽车 身边的两拨人，都对这个钠离子电池产生了浓厚的兴趣。一部分是 汽车 爱好者，他们想搞清楚这个钠离子电池实力到底有多强悍；另一部分是一些"老股民"，他们寻思有哪些相关公司或者企业可以"抄底"。
投资的事咱也没那么懂，就和大家聊一聊宁德时代的这款电池，以及它会对行业产生的影响吧。
（1）宁德时代的上下游压力，锂资源争夺战
很多人提起宁德时代，第一印象是世界第一的动力电池生产商，是特斯拉、蔚来、小鹏、广汽埃安等一系列国内外新能源品牌的电池供应商。
但实际上宁德时代的电池也不是凭空变出来的呀，它其实也只是新能源产业中的一环。上游还有电极材料供应商，下游则对车企负责。而宁德时代的主要产品，就是锂电池，严格划分就是磷酸铁锂电池和三元锂电池。
现如今的新能源市场景气度不用怀疑，刚刚"蔚小理"都已经发布了7月份的销量情况，环比基本都是翻倍的增长。特斯拉的销量虽然还没有公布，但可以肯定，借着刚刚降价的东风，肯定不会差到哪里去。宁德时代自己也表示，下游客户催货催的非常紧，供货压力很大。 寻车网
但上游客户最近出现了一些问题，随着中澳战略经济对话暂停，澳洲的锂资源供应风险已经非常大，而锂资源储量更丰富的南美市场开发，进展也不算顺利，而且处处被老美狙击。按照目前已经探明的储量，中国的锂资源全球占比仅为6％，极端状况下出现"断锂"，完全是有可能的。
对于宁德时代来说，它的压力非常大。首先自己肯定不能随便涨价，把压力传递给车企。毕竟世界上的动力电池供应商可不只是宁德时代一家，LG化学、松下、比亚迪这些实力也非常强劲，甚至再下一级的三星SDI、中航锂电、国轩高科这些，技术上也丝毫不弱，只是前期发展被抛下。
如果宁德时代涨价，极有可能会被车企们放弃。最近传出特斯拉将采用比亚迪"刀片电池"的消息，可能就是车企传出的某种信号，用于敲打宁德时代。你要是敢涨价，我分分钟就转投你的老对手。
锂资源的供货量和价格都不稳，又很难将压力传递给下游。对于宁德时代来说，确实非常难受，而它的答案可能就是开发出新的电池，摆脱上游的锂资源依赖。钠因为与锂有着相似的化学性质，自然被优先考虑到了。
（2）性能不输磷酸铁锂电池？别被文字 游戏 骗了
为了应对上下游的压力，宁德时代发布了第一代钠离子电池，官方介绍它具有高能量密度、优异的热稳定性、良好的低温性能、高倍率充电以及高集成效率等优势，还公布了它的一系列参数，很多人惊呼，这不比锂电池更强吗？还在等什么呢？
我们来看一下宁德时代公布的参数，钠离子电池电芯单体能量密度达到160Wh/kg，并且下一代产品可以达到200Wh/kg；正常温度下15分钟可充电到80%以上；在-20 C超低温环境环境下，能保持90%以上的放电率；并且热稳定性远超国家强制标准的安全要求。
首先我们不怀疑参数的问题，作为一款"概念"产品，它的成本肯定是非常高的，也就是说，按照现有价格量产，肯定是没有市场的。作为元素周期表中的11号元素，钠的化学性质不如3号元素的锂活跃，这是从"娘胎"里带来的。
那为什么它的单体能量密度能达到160Wh/kg呢？第二代刀片电池的能量密度才达到这个水平。答案是宁德时代公布的是电芯的能量密度，比亚迪公布的是电池包的能量密度，这压根不是一个概念。按照现有的模组结构，宁德时代这个钠离子电池做成电池包，能量密度会降到110Wh/kg以下。
至于第二代产品做到200Wh/kg，很多人觉得应该很轻松，锂电池不是最近短短几年能量密度就翻了一倍吗？实际上这个可能性也不大。因为锂电池能量密度的进步，其实并非电芯单体技术的突破，主要是CTP集成技术的提升，而这一点其实宁德时代已经用在第一代钠离子电池上了，指望后续再有大跨步发展，比较难。
再看其他参数，15分钟充电到80%以上，基本可信，现在快充技术已经很成熟了；-20 C超低温环境环境保持90%以上的放电率，这个一定是定制的标准，因为钠离子电池比锂电池更不活跃，它的低温性能肯定更差；热稳定性远超国家强制标准的安全要求，这个绝对可信，因为更不活跃，自然燃点更高，热稳定性更好。
因此钠离子电池的优缺点其实非常明显，优点是国内钠资源的储备更加丰富，成本更低供货更稳定，而且安全性更好。缺点就是能量密度不如磷酸铁锂电池，相比三元锂电池就差的更远了，电池包的能量密度预计只有三元锂电池的一半。也就是说把它装在小鹏P7上，续航立马变到350km，而实际续航和低温续航嘛，还要继续打折。
（3）未来依然可期，投资需谨慎
钠离子电池并不是什么新技术，它的诞生也并不比锂离子电池晚。用沈腾的话说，要超过早就超过了，它在等什么呢？当然还是因为先天性的化学性质差异，让它在动力电池应用上慢了半拍。
但要说钠离子电池完全没有机会，那也不尽然。毕竟现在全球的锂资源争夺已经日渐白热化，产能最丰富的地区是澳洲和南美，一个是老美的好基友，一个是老美的后花园，极端状况下出现类似"芯片"的断供，也是绝对有可能的。只是现在中美都希望从日、德手中夺走 汽车 行业的话语权和产业链，都是大力支持新能源 汽车 的，短时间内可能不会有问题。
而从长远来看，出于资源安全的考虑，发展钠离子电池也是完全说得通的。并且它也并非完全没有应用场景，一些低端乘用车、基站储能这些地方，也还是能用到的。尤其是如果以后换电体系能够成熟，大家对于续航的要求没有那么高，钠离子电池因为有着更低的成本和更好的安全性，也很有可能有机会分一杯羹。
至于它是否值得投资，要看它本身的热度。如果现在处于完全被忽略的低位，考虑到它的应用场景，应该还是有一定的拉升空间。如果现在已经被炒到一定的高度了，那就要看短期内有没有新的利好消息传出了。不然仅依赖宁德时代画的这么一个饼，恐怕支撑不起太大的波动。
（4）功夫拍案
钠离子电池迟迟没有量产，主要原因还是先天的化学性质缺陷。宁德时代此举，更多是一种宣誓，警告上游供应商悠着点，不行我就上替代方案。至于它发布的一些参数，要谨慎看待，没有明显看出有替代现有锂电池的实力。当然也能看出，宁德时代真的对固态电池不感兴趣，并不看好它的发展，依然在追求替代方案。
至于钠离子电池的未来发展，目前暂时还不够明朗，保障能源安全的意义更大一些。
大家更好看好哪种动力电池呢？
比亚迪刀片电池“首秀”，更高安全性是核心卖点
3月29日，业内热议已久的比亚迪“刀片电池”完成“首秀”。可循环充放电3000次以上，支持行驶里程超过120万公里，单次充电可续航600公里，挑战针刺测试。
从比亚迪的直播发布会来看，这是比亚迪的一个重大转折点，把电池剥离、发布新一代电池技术，比亚迪的电池技术也在不断经历迭代更新。那么此次刀片电池对消费者来说究竟有哪些益处？今天我们来从技术角度为大家解析比亚迪刀片电池的底层逻辑。
刀片电池的核心卖点——有效避免电动汽车自燃
说到刀片电池，有一个核心的“卖点”——安全性高。
刀片电池使用了磷酸铁锂，兼具长寿命的特性，并通过成组技术能够让车辆具备长续航的特性，这主要是利用刀片电池的体积利用率提升，使磷酸铁锂的车辆续航里程已经达到了高能量三元锂电池的同等水平。刀片电池会比三元锂更安全，会降低电解液遇到氧气起火的可能性。
这一属性回归了之前比亚迪的技术路线，是希望刀片电池可以解决新能源汽车安全痛点的决心，“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”对消费者来说，简单概括的好处就是车不会遇到自燃的危险。
从结构上来看，刀片电池比较薄和长。目前在软包上做的LFP（磷酸铁锂电池）电芯，其实和这个差不多。
从刀片电池的做法来看，在我们之前的355/390软包上可以把电芯做成138Ah的电芯，这个是目前比较大的优势。但不同结构和容量的LFP和大容量方壳三元电芯比国标针刺实验。这个问题之前在2017年的时候有过定论：当时比亚迪自己的Roadmap也是主力转向三元， 2018-2019年各个部委很大的精力都是在管理新能源汽车自燃和安全的问题，为了解决这个问题，各个车企都做了大量的工作。
比亚迪发布的三种自己的电芯的对比试验
（备注：从语境来看，三元电池这条产品线，是2019年比亚迪所有的纯电动都在用的，而下一步往磷酸铁锂走，能量密度下来、成组率通过电芯的结构特性来补偿，目前来说等于两条产品线并行走，从安全性、成本来看，LFP的刀片是比亚迪认为的优选路线）
比亚迪电池三代电池系统迭代
从电池系统设计上来说，刀片电池主要是通过结构创新，在成组时可以跳过“模组”，通过提高体积利用率达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。比亚迪为了解决新能源汽车续航里程和综合特性方面的差异，开发了三代电池系统，从表面上来看，他们都提供了一定的续航，但是实际上对于电芯的特性要求和布置是不同的。我们分别介绍下这三代电池系统：
Gen0：早期纯电动汽车的设计，采用75Ah的磷酸铁锂电芯。第一代电池系统（比亚迪王朝系列）：基于原有车型设计改制，以秦EV为例子，模组采用复合的模组，有几种不同的形状，主要的特点就是尽可能把电池塞进去，这个时候是从NCM523和NCM622的电池为代表，电芯的容量从100Ah升级到135Ah（173*112.5*50）。
第二代电池系统（e网车型）：采用e平台的系统，这个已经开始从上述的第一代的改为扁平化、单层模组设计的思路，重点是一套电池系统覆盖多个车型，和驱动系统一样也是模块化的，电芯也是采取135Ah（173*112.5*50）。第二代电池经过工程设计和优化，使得电动汽车续航会比第一代更多。
第三代电池系统（汉EV）：这一代电池，卖点是平整化，安全性，这颗138Ah的电芯成本上目前还不清楚，应该是比走三元路线低一些。
我们可以看到，这个电芯如果要符合MEB、BEV3或者e-TGNA的规格，需要在电芯的长度方向上面做调整，也就是说，比亚迪的这次电池企业是把电芯发布为一个产品，可以就目前比亚迪乘用车所做的电池设计做匹配性改进。
由于电池的结构变化，使得托盘的设计也彻底做了变化，取消了电池壳体的结构梁，使用刀片电池的每个电芯壳体充当电池的梁，把电池系统的结构强度建立在电芯的结构之上。并且借鉴蜂窝铝板结构原理，上下两面，黏贴两个高强度板，形成蜂窝铝板。
问题：一旦单个电芯破损不好修复
刀片电池目前会存在一个问题——如果出现侧碰或者其他的碰撞，电芯的结构是直接承接力的，几乎所有车企之前的碰撞设计，都是通过车身和电池系统的结构组合，让碰撞不能挤压到电芯，碰撞之后尽可能电芯是完整的。如果按照这样的设计思路，其实很难把刀片电池搬到三元上，这样的整体结构设计思路，电池在极端条件下是需要破损，就必须要自己的安全性作为保障。
另外，就是刀片电池如果碰撞或者受到其他力的特点，单个破损以后，串联的并不好修，而且这种结构要拆解再组合对于上下部分的胶水+电芯之间的胶水要求比较高。
前几日蜂巢电池介绍的方壳电芯的进化路线，从148宽度的电芯到MEB220宽度的电芯，再到330-400mm左右，如果围绕叠片工艺只要在裁片的方向上做调整，厚度可以从软包的10-14mm，增厚到25-30mm，我觉得刀片的做法有些激进。但是这种进化路线，代表着电芯工艺的计划发展方向。
小结：
这次比亚迪的刀片电池，确实在电池工艺和电池设计上引发了一次大讨论，但是是否LFP就是对的，而且使用特别激进的电芯粘接+下板粘接，把电池做成一次性组装的(不带维修)，我们还有很大的疑问。
从实用价值来看，比亚迪官方表示，在一定安全性下，保证车辆的长寿命和长续航。但至于刀片电池技术是否会陆续被其他相关的车企厂商采用，仍旧是一个未知数，其中涉及到对电池改造内部的布置、改造电芯的规格等问题，这对于各家车企来说没那么容易。
总的来说，对动力电池的发展还是起到了正向的促进作用，我们多了一种解决新能源汽车安全性和续航里程矛盾问题的思路。
作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。
图｜朱玉龙 网络及相关截图
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
刀片电池的优缺点分析（刀片电池的优缺点分析表）
刀片电池八大缺陷并不存在，每种电池都有优势和不足，才导致了电池技术多元化发展的局面，下文进行刀片电池的优缺点分析，主要从电池的耐低温性能、能量密度、续航能力、安全性能、电池寿命、制造成本、加工工艺七个角度进行分析。1、耐低温性能差
比亚迪刀片电池主要是结构、工艺的创新，而非电池材料创新。因此遗留了磷酸铁锂电池耐低温性能差的特点。刀片电池的低温下限值为-20℃，而三元锂电池可以达到-30℃，且刀片电池低温电容量衰减更严重，一般衰减60-70%，比三元锂至少高10%；
2、能量密度没优势
能量密度相比传统的磷酸铁锂电池更高，第一代刀片电池能量密度为140wh/kg，第二代预计可达180Wh/kg。但相比三元锂电池还是没有优势，目前性能较优的三元锂电池能量密度接近200Wh/kg左右，而宁德时代最新的Ni55电池已达250Wh/kg；
3、续航里程接近三元锂
传统电池一般是电芯单体-模组-电池包，刀片电池省掉了模组支架结构，外加采用了叠片工艺，而不是传统的卷绕形式，空间利用率更高，同体积的电池包装配更多的电芯，提高了电池容量，体积能量密度从251Wh／L提高到320Wh／L。对比传统磷酸铁锂电池，续航能力大幅提升，接近主流的三元锂电池，如比亚迪汉，搭载的刀片电池容量为77kWh，NEDC续航可达605km；
4、安全性能突出
刀片电池通过了针刺试验，这是电池测试行业公认最为严苛的安全性检测手段。三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃并开始剧烈燃烧；传统磷酸铁锂块状电池无明火、有烟，表面温度达到200℃~400℃；“刀片电池”在穿透后无明火、无烟，电池表面温度仅有30℃-60℃左右；
5、电池寿命更长
官方宣称刀片电池寿命为8年120万公里，充放电循环寿命超3000次，即充放电3000次后电池的衰减低于20%，而普通三元锂电池充放电次数为2000次；
6、制造成本更低
2022年电池原材料大涨，三元锂电池材料中的镍和钴，原材料涨幅大且价格波动大，而刀片电池成本相比更为可控。而在电池原材料上涨之前，磷酸铁锂电池行业平均成本0.6元/Wh，三元锂电池0.8元/Wh，刀片电池低至0.42元/Wh；
7、加工工艺更高
刀片电池在结构、工艺上进行了创新，如采用的叠片工艺相比传统的卷绕工艺，空间利用率高、电芯尺寸更灵活、能量密度高，但生产工艺要求高，对设备要求高。刀片电池生产线是工业4.0水准，自动化程度达到国际一流水平，因此才能确保电池的生产质量，以及有效降低电池的生产成本。 以上就是寻车网小编给大家带来的宁德时代发布钠离子电池，能量密度超过刀片电池？大家看看就好（比亚迪刀片电池“首秀”，更高安全性是核心卖点），希望能对大家有所帮助。
