登場するや否や誰もが感銘を受けたCATLのナトリウム電池は、国内自動車産業を新たな時代へ導くことができるのか？

バッテリー技術は、常に世界のスマートカー産業の発展を厳しく制限してきました。しかし、CATLのナトリウム電池の発売により、すべてが変わりつつあるようだ。

バッテリーで駆動するスマートカーには、バッテリー性能に対する要件が非常に高くなっています。交通手段として、バッテリー寿命は常に消費者が最も気にするパラメータの 1 つであり、消費者の運転シナリオは複雑かつ多様です。このため、自動車メーカーは、バッテリーのエネルギー密度が十分に高いことを保証するだけでなく、低温環境でもバッテリーの放電効率が十分に高いことを保証する必要があります。

さらに、スマートカーは消費者の安全に直接影響を与えるため、自動車会社は、極端なシナリオに遭遇した場合でもバッテリーが依然として良好な安全性能を発揮することを保証する必要があります。

非常に多くの矛盾が生じ、事態は解決困難な状況にあるように思われました。

実際、長年にわたり、スマートカーのこれらの要件を完全に満たすバッテリーは存在しませんでした。現在、スマートカーの販売は増加傾向にあるものの、冬場のバッテリー寿命が短い、バッテリーの安全性が低いなどの理由から、スマートカーの購入を固く拒否する消費者も依然として多く存在します。

つい最近、CATLの世界初のナトリウム電池技術は、スマートカーの現在の困った状況に進歩への希望の光をもたらすかもしれない。

ナトリウム電池には明らかな利点があるが、普及するには時間がかかるだろう

今日のスマートカー用動力電池市場では、三元リチウム電池とリン酸鉄リチウム電池が間違いなく市場の主流となっています。 2020年の市場データによると、三元リチウム電池が市場の72.87％を占め、リン酸鉄リチウム電池が22.93％を占めました。

三元リチウム電池とリン酸鉄リチウム電池の市場シェアは非常に高いですが、これはそれらのパラメータが極限に達したことを意味するものではありません。リチウム材料の特性により、低温での両バッテリーの放電効率は常温での効率に比べて大幅に低下するため、これら 2 つのバッテリーを使用する車両の可用性が大幅に制限されます。

しかし、ナトリウム電池に関するデータは、リチウム電池と同じ問題に遭遇しないことを示唆している。マイナス20℃の低温環境でも、ナトリウム電池の放電効率は90％に達するのに対し、リン酸鉄リチウム電池は54％にしか達せず、三元リチウム電池は若干優れているものの、70％にしか達しません。これは、低温地域におけるナトリウム電池を使用したスマートカーの耐久性能が、三元リチウム電池やリン酸鉄リチウム電池を使用したスマートカーよりも大幅に優れていることを示しています。

同時に、CATLが発売したナトリウム電池は放電効率が高いだけでなく、急速充電性能も優れています。 記者会見で発表された公式データによると、第1世代ナトリウム電池は15分で80％まで充電できるという。このような効率的な放電効率と急速充電を組み合わせることで、スマートカーの単位時間あたりの耐久性能が大幅に向上し、運転体験が大幅に向上します。

近年、スマートカーの販売増加に伴い、安全性も一般の注目を集めています。関連データによると、2011年から2019年までにスマートカーの爆発・火災事故は127件発生しており、そのうち純電気自動車が70%を占め、事故のほとんどは動力バッテリーの問題によって引き起こされた。

スマートカーの動力バッテリーが爆発や火災を引き起こす可能性があるのはなぜか、技術的な観点から言えば、バッテリーの品質が不十分なためではなく、メーカーが動力バッテリーのエネルギー密度を盲目的に高めているためです。

現在市場の72%を占める三元系リチウム電池を例に挙げてみましょう。他の技術を使用したリチウム電池よりもエネルギー密度は高いものの、エネルギー密度が高いということは、衝突時に熱暴走の問題が発生しやすく、スマートカーで火災や爆発を引き起こす可能性があることも意味します。

しかし、自動車会社にとっては、業界全体で耐久性を競う中で、バッテリーのエネルギー密度が高くなるほど安全上の問題が起きやすくなることはわかっていても、エネルギー密度を上げなければ寒冷地での自動車の耐久性は大幅に低下してしまう。したがって、彼らは 1 つの道を進むことしかできず、安全性の問題を一時的に無視することになります。

この問題に関しては、前述のように低温環境でも高い放電効率を維持できることに加え、ナトリウム電池はリチウム電池よりも安全です。これは、ナトリウムイオン自体の化学的性質がリチウムイオンよりも安定しているためです。 CATLの第1世代ナトリウム電池を例にとると、穿刺、押し出し、過充電、過放電の試験に完璧に合格し、自然発火や爆発に対する優れた耐性も備えています。したがって、エネルギー密度が高くても、同じ衝突シナリオではナトリウム電池の方が安全です。

もちろん、第一世代の製品として、ナトリウム電池にも明らかな欠点があります。 CATLの第1世代ナトリウム電池は、三元リチウム電池やリン酸鉄リチウム電池と比較して、エネルギー密度に大きな差があります。第一世代のナトリウム電池のエネルギー密度はわずか 160Wh/kg ですが、後者の 2 つはそれぞれ 300Wh/kg と 200Wh/kg です。

この問題の最大の原因は、ナトリウムイオンがリチウムイオンよりも大きいため、同じ体積ではナトリウム電池のエネルギー密度がリチウムイオンよりも低いことです。第一世代ナトリウム電池の現在の160Wh/kgは、都市部での短距離通勤には十分ですが、長距離運転となると、ナトリウム電池では絶対に対応できなくなります。したがって、現在のアプリケーションの制限は依然としてかなり大きいです。

それだけでなく、まだ商品化が始まったばかりの製品であるため、短期的にはナトリウム電池の生産コストはリン酸鉄リチウム電池よりも大幅に高く、三元リチウム電池よりもさらに高くなります。そのため、短期間で大規模な応用を実現することは依然として比較的困難であり、ナトリウム電池の普及には依然として長い時間がかかるでしょう。

しかし、CATLが発表した計画案から判断すると、ナトリウム電池の商業的見通しは依然として比較的理想的である。エネルギー密度の問題に関しては、CATLはリチウム電池とナトリウム電池の統合ハイブリッドソリューションを開発しました。これは、ナトリウム電池とリチウム電池の利点を統合し、低温でも効率的な放電を実現でき、エネルギー密度が高い電池システムを提供し、ナトリウム電池の現在の商用利用のニーズを満たします。

また、CATLは今後発売する第2世代ナトリウム電池のエネルギー密度が200Wh/kgに達すると明らかにした。これは現在のリン酸鉄リチウム電池のエネルギー密度と同じである。その結果、ナトリウム電池が大規模に商業利用される上で唯一の障害は、現在の高い生産コストです。

ナトリウム電池が国内スマートカー産業の新時代を促進

ナトリウム電池の導入が動力電池業界に大きな影響を与えることは明らかであり、将来的には電池市場全体が再編されることが予測されます。中国企業が発売した初の商用動力電池として、ナトリウム電池は中国のスマートカー産業にどのような影響を与えるのでしょうか？

まず、ナトリウム電池の大規模な商業化は、わが国がリチウム材料への依存から徐々に脱却し、業界全体のリスク耐性を向上させることも意味します。 2020年のUSGSデータによると、世界のリチウム材料埋蔵量は現在チリ、オーストラリア、アルゼンチンに集中しており、合計で世界全体の75％を占めていますが、我が国はわずか7.1％を占めています。現在、リチウム電池の生産は基本的に輸入原材料に依存しており、今日のますます不安定な世界情勢において、原材料輸入の割合が高いことは良い兆候ではありません。

しかし、原料のナトリウムの埋蔵量を見ると、世界全体の埋蔵量はリチウムの1,000倍であるだけでなく、地域間で均等に分布しています。我が国の既存の埋蔵量だけでも、ナトリウム原料の自給自足を完全に達成することができます。

短期的には、ナトリウム電池とリチウム電池のエネルギー密度には依然として大きな差がありますが、ナトリウム電池とリチウム電池を並行して開発するという戦略を堅持する限り、「リチウム依存」から脱却できると予測されます。これにより、我が国のスマートカー産業の独立性と自律性がさらに強化され、外国の制裁に対する抵抗力も向上するでしょう。

現在のスマートカーのリーダーであるテスラは中国に進出して以来、コスト削減によりバッテリーなどのコア部品の価格を継続的に引き下げ、販売熱を巻き起こしている。スマートカーの価格が同レベルの車の中で優位性を持っている限り、ほとんどの消費者は車を購入する際に積極的にスマートカーを選択することがわかります。そのため、価格要因はスマートカーの販売に大きな影響を与えますが、これもナトリウム電池の利点です。

ナトリウム電池は短期的には生産コストが高いものの、現在の世界的な埋蔵量が豊富で、リチウム電池の生産ラインを再利用できるという利点もあり、生産能力が拡大するにつれて、生産コストはリチウム電池の最大30％～40％まで削減できる可能性がある。そのため、スマートカー生産において最もハードウェアコストが高い部品の一つであるバッテリーコストの削減は、車両全体の価格の引き下げにもつながり、スマートカー購入の敷居を下げ、スマートカーの普及を促進することになる。

さらに、ナトリウム電池独自の利点により、スマートカーの使用シナリオがさらに拡大しました。私の国は地理的に高緯度と広い経度にまたがって広がっているため、地域環境は非常に複雑です。つまり、スマートカーは、バッテリーの放電効率や高温時の安全性などの要因により、多くの極端なシナリオ（極寒や高温など）には対応できません。したがって、潜在的な市場は大きくありません。

しかし、低温、高効率放電効率、安全性の向上を備えたナトリウム電池の登場により、この長年の課題は解決され、スマートカーの潜在市場は大規模な成長を達成できるだろう。自動車会社にとっては、これら3つの動力バッテリーの長所と短所に基づいて、さまざまな目的に合わせて差別化されたモデルを作成することができ、それによってスマートカーの種類が豊かになります。

ナトリウム電池は、スマートカーのバッテリーの安全性と低温での可用性のギャップを埋めるものであると言えます。エネルギー密度を着実に向上させ、生産コストを削減することができれば、ナトリウム電池の普及は難しくないでしょう。

全体的に見て、CATL が発売したナトリウム電池は実に素晴らしいものです。第一世代の製品であるため、エネルギー密度はリチウム電池と同等には達していませんが、安全性と低温耐久性のデータは明らかにリチウム電池を上回っています。

ナトリウム電池の発売は、我が国のスマートカー産業が「統合」から「革新」へと徐々に転換していることを示しており、スマートカーの規模の優位性を確立し、従来の自動車メーカーに投資の増加を迫り、我が国がスマートカー時代に欧州、米国、日本、韓国を追い抜くという目標を迅速に達成するのに役立っています。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。