2月16日，在上汽时代动力电池系统有限公司车间，工人在安装新能源汽车动力电池系统

　　对“廉价电池”的探索，是新能源汽车业向纵深发展、日趋追求精细化运作的标志。

文/《环球》杂志记者 毛振华

编辑/马琼

　　电池是新能源汽车的动力来源，其综合性价比在某种程度上决定着新能源汽车的价值与消费者的接受程度。近年来，行业企业聚焦动力电池技术新突破，力图破解车主的里程和价格“焦虑”。

　　路透社最新消息称，一些西方初创企业正试图利用丰富且廉价的钠和硫，研发价格低廉且能缓解迫在眉睫的供应瓶颈的新能源汽车电池新材料。无论这一设想短期内能否实现，低价耐用的动力电池都将是大势所趋，也是新能源汽车可持续发展的基石。

“廉价电池”并非遥不可及

　　国际能源署去年发布《2022年全球电动汽车展望》指出，随着电动汽车对动力电池需求的增长，动力电池关键原材料供应趋紧和价格飙升成为众所瞩目的问题。其中，锂、钴、镍等关键原材料价格仍在大幅上涨。如去年5月，锂价格比2021年初高出7倍多。

　　出于环保等因素考虑，加快发展新能源汽车已成为多国共识。面对这几年电池关键原材料价格的快速上涨，不少企业开始将目光投向钠离子电池或锂硫电池。他们预计，随着技术不断成熟，电池价格有望下降2/3。

　　据路透社报道，从事这项研究的企业包括德国的泰翁公司、英国的法拉迪恩公司以及美国的莱滕公司等初创企业。这些企业甚至给出了时间表，预计2023年左右在电化学领域可能出现潜在突破。在这种广阔前景刺激下，已有十多家初创企业吸引了数百万美元投资和政府拨款，用于开发新型动力电池。

　　当然，这项研究的突破并非易事。较新的电池化学成分存在需要克服的问题，钠离子电池尚不能储存足够能量，锂硫电池则往往会出现腐蚀现象，无法持久。尽管如此，初创企业及传统汽车厂商仍对此寄予厚望。福特公司F-150闪电电动皮卡的首席工程师琳达·张说：“随着时间推移，会有更多（电池）化学成分问世。”

　　越来越多的进展正在快速推进中。泰翁公司的电池预计将在今年晚些时候为发射中的商用火箭的涡轮泵提供动力。其首席执行官乌尔里希·埃梅斯说，公司计划2024年开始向汽车制造商交付测试电池，2027年前后首批电动汽车电池实现量产。泰翁公司认为，其锂硫正极能储存的电量是标准三元锂电池的3倍，不但充电速度快，而且能将电池成本降低2/3。

　　在专家看来，这些初创公司的设想尽管听上去有些天马行空，但不排除成功的可能。一旦成真，它将对新能源汽车的发展产生革命性的影响——新能源汽车的价格更亲民，里程焦虑也将彻底成为过去。

电池原料日益多元化

　　以钠离子电池为代表的“廉价电池”的广阔前景，不但被西方初创企业看好，也受到中国国内多家企业青睐。从现有研究进展看，钠离子电池距离“走进寻常百姓家”似乎并不遥远。有观点认为，2023年或许将是钠离子电池产业化“元年”。

　　天风证券研究指出，钠离子电池与铅酸电池相比，在循环、成本、能量密度等方面都具有较为明显的优势，因此有望向下“蚕食”铅酸电池市场；与此同时，因整体性能与锂电池接近，且与后者相比成本优势显著、安全优势突出，有望向上制衡锂电池应用的垄断性。此外，钠离子电池与锂电池的制造工艺相似，生产线可快捷切换，这有助于调动现有锂电池生产厂商的积极性。

　　在今年2月国内举办的“第二届全国钠电池研讨会”上，思皓新能源与中科海钠联合打造的钠离子电池试验车公开亮相。此次装车试验的思皓花仙子车型首次应用了蜂窝电池技术的钠离子电池包。该款车型续航里程为252公里，电池容量为25千瓦时，快充时间为15～20分钟。据介绍，由中科海钠投资建设的钠离子电池规模化量产线于2022年11月已正式投产。

　　对于钠离子电池在新能源汽车行业的前景，思皓新能源相关负责人表示：“我们判断钠离子电池在新能源汽车的市场应用将从A00级电动车开始，等到钠离子电池技术和性能进一步成熟后，则可以顺势应用在中大型电动车上。”

　　知名电池生产厂商宁德时代表示，其钠离子电池预计今年将实现产业化，具体规模取决于客户项目的进展情况。宁德时代特别提到，钠离子电池成本优势比较明显，待供应链成熟后会更具优势。孚能科技此前也对外宣布，已收到江西江铃集团新能源汽车有限公司的通知，同意在其EV3车型上开展钠离子电池前期适配性预研工作。根据客户生产、销售计划，应用钠离子电池的EV3车型今年将上市销售。

　　尽管钠离子电池的研发突飞猛进，但整体看当前仍然处于从0到1的阶段。面对新技术的进步以及锂价格可能长期处于高位，钠离子电池应用场景可能会逐渐扩大，逐步推进对磷酸电池及铅酸电池的替代，但在大型储能领域，钠离子电池则还有很长的路要走。

　　备受关注的还有锂硫电池。锂硫电池在正极材料中使用硫碳复合物，负极为锂金属，利用氧化还原反应完成离子移动和正负极材料还原，并实现充放电。由于负极材料使用了锂金属，锂硫电池的能量密度大大提高，这也是锂硫电池的最大优势。

　　相比磷酸铁锂电池和三元锂电池的能量密度，锂硫电池的能量密度更高，续航里程有望实现新突破。更关键的是，相比镍、钴、锰等金属，锂硫电池的重量轻、成本也更低。锂硫电池正极材料所需的单质硫可以从硫黄中进一步加工获得，而2022年中国硫黄产量超过900万吨，这是锂硫电池能实现低价的基础。

　　当然，锂硫电池的普及仍需突破多重技术瓶颈。在充放电过程中，硫的体积膨胀、收缩幅度也比较大，这不仅会影响导电效率，还会增加正极结构变化风险，降低循环的稳定性。

多个技术探索同步推进

　　除了钠离子电池和锂硫电池，电池厂商还从多角度发力，力求使新能源汽车在续航体验上可以跟传统燃油车一较高下。

　　去年6月，宁德时代发布第三代CTP（无模组动力电池包）——麒麟电池，其体积利用率突破72%，据称可以实现整车1000公里续航，被美国《时代》周刊评为2022年度最佳发明。2019年，宁德时代就推出了CTP，使电池体积利用率突破50%大关。麒麟电池的诞生，将为市场带来新活力。

　　传统锂电池领域也有新突破。去年，中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所唐永炳团队的一项新型锂离子电池技术完成规模化量产。该团队研发的新型锂离子电池技术最低工作温度可达零下70摄氏度，最高工作温度80摄氏度，且低温与高温性能可同时兼顾。

　　除了克服低温条件下无法工作及高温条件下的安全风险，该电池能量密度较传统锂离子电池提升了13%至25%，能做到长续航，20分钟即可充满电。同时，基于铝基复合负极的性能优势，并结合开发的高性能电解液，低温电池产品可以摆脱对昂贵的纳米级正极材料的依赖，电池成本可降低10%至30%。

　　比亚迪依托此前的刀片电池，最近推出了CTB（电池车身一体化）技术。CTB技术采用刀片电池，通过电池车身一体化设计，打破传统的零部件分工，将电池系统上盖与车身地板合二为一，从而将过去的“电池三明治”结构进化为“整车三明治”结构。该技术充分利用刀片电池既是能量体也是结构件的优势，通过变革电动车传力路径，实现电动车安全性能、扭转刚度、操控性能的提升，一定程度上将引领电动车整车架构设计的新趋势。

　　近期，传统燃油车企纷纷加入价格战，这背后，既有行业主体在微增长市场竞争环境下清库存的考虑，也与新能源汽车市场的快速发展密切相关。可以这样讲，对“廉价电池”的探索，是新能源汽车业向纵深发展、日趋追求精细化运作的标志。一旦技术实现突破，无论车企还是消费者都是受益者，新能源汽车也将被更多消费者接受。

来源：2023年5月3日出版的《环球》杂志 第9期

《环球》杂志授权使用，如需转载，请与本刊联系。

更多内容敬请关注《环球》杂志官方微博、微信：“环球杂志”。