它來了！它來了！預熱數(shù)月的鈉離子電池終于出山了。7月29日下午，寧德時代舉行鈉離子電池發(fā)布會。

發(fā)布會上，寧德時代正式發(fā)布了第一代鈉離子電池，同時，創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包也在發(fā)布會上首次亮相。

突破鈉離子電池技術(shù)瓶頸

鈉離子電池有著與鋰離子電池相似的工作原理，主要通過鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。

然而，相較鋰離子，鈉離子體積較大，在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動力學性能方面要求更嚴苛，這也成為鈉離子電池遲遲難以商用的瓶頸。

寧德時代多年來深耕鈉離子化學體系材料的研發(fā)：在正極材料方面，寧德時代采用了克容量較高的普魯士白材料，創(chuàng)新性地對材料體相結(jié)構(gòu)進行電荷重排，解決了普魯士白在循環(huán)過程中容量快速衰減這一核心難題。

在負極材料方面，寧德時代開發(fā)了具有獨特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，其具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。

基于材料體系的一系列突破，寧德時代研發(fā)的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢。

其電芯單體能量密度高達160Wh/kg；常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上；在-20°C低溫環(huán)境中，也擁有90%以上的放電保持率；系統(tǒng)集成效率可達80%以上；熱穩(wěn)定性遠超國家強標的安全要求。

第一代鈉離子電池既可應用于各種交通電動化場景，尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢，又可靈活適配儲能領域全場景的應用需求。

為什么之前沒人做鈉離子電池？

相對于如日中天的鋰離子電池，鈉離子電池幾乎是毫無名氣。

隨著近年來新能源汽車的持續(xù)火熱，鋰離子電池生產(chǎn)量呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長，不但出現(xiàn)了寧德時代、LG這樣的電池巨頭，也帶動了上游相關鋰礦上市企業(yè)的業(yè)績增長。

而鋰和鈉，在化學元素周期表上是同族元素，有著相似的化學性質(zhì)和電化學特性。在理論上，鋰電池能做，鈉電池當然也能做。

不過，由于鋰元素的原子量更少，密度也更低。此外，鋰元素的比容量也是金屬中最高，同時其電化學當量最小。因此，在理論上，鋰電池體能獲得金屬電池中最大的能量密度，這也使其成為電池研發(fā)者眼中的首選。

實際上，世界上對鋰電池和鈉電池的研究幾乎是同步開始，都開始于上世紀60、70年代，但二者走上了兩條不同的道路，鋰電池逐漸壯大走向商用，而鈉電池幾乎還停留于實驗室階段。

目前，業(yè)界對鈉離子電池的普遍看法是：雖然擁有原材料便宜、安全性好、低溫性能突出等優(yōu)點，但擺脫不了“雙低”的尷尬：一是能量密度低，二是循環(huán)次數(shù)低。

首先說說能量密度。

以寧德時代此次發(fā)布的鈉離子電池為例，此次寧德的第一代鈉離子電池電芯單體能量密度雖然能夠達到160Wh/kg，超過了國內(nèi)兩家龍頭中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源的鈉離子電池能量密度分別為135Wh/kg和120Wh/kg，但與當前磷酸鐵鋰電池180Wh/kg的能量密度相比，差距在10%以上。如果和不少三元電池單體能量密度已經(jīng)超過了200Wh/kg相比，差距約為20%。

這是一個什么概念呢，相當于原本續(xù)航500公里的三元鋰電池車型，換裝同樣重量的磷酸鐵鋰電池后，續(xù)航降到450公里，而換裝等重鈉離子電池后，續(xù)航降低到400公里。

再來看看循環(huán)次數(shù)。

不知道什么原因，此次寧德時代并沒有發(fā)布旗下鈉離子電池的循環(huán)次數(shù)，估計很多人都關心這個重要的問題，寧德時代的鈉離子電池到底能充電多少次？

一般來說，鈉離子電池一般循環(huán)壽命1000-4000次，而磷酸鐵鋰電池可達5000次。循環(huán)次數(shù)越多，意味著電池的生命周期越長，這對于成本高昂的動力電池來說相當重要。

四大創(chuàng)新支撐三大方向

材料與化學體系的基礎研究是關鍵。寧德時代董事長曾毓群表示，有人認為電池的化學體系已很難創(chuàng)新，只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進。“但我們認為，電化學的世界，就像能量魔方，未知遠遠大于已知，我們樂此不疲地探索著其中的奧秘。”

曾毓群介紹，寧德時代構(gòu)建了高通量材料集成計算平臺，在原子級別對材料進行模擬計算和設計仿真，憑借對原理的深刻理解，借助先進的算法和強大的算力，尋找各種材料基因的結(jié)合點，開發(fā)出更適合鈉離子電池的各類材料，推動其進入產(chǎn)業(yè)化的快速通道，并不斷迭代。下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標是200Wh/kg以上。

在系統(tǒng)創(chuàng)新方面，寧德時代在電池系統(tǒng)集成方面另辟蹊徑，開發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方案，即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進行混搭，集成到同一個電池系統(tǒng)里，通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統(tǒng)解決方案既彌補了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板，也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能好的優(yōu)勢。以此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為基礎，可為鋰鈉電池系統(tǒng)拓展更多應用場景。

多維布局推動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化

在發(fā)布會上，寧德時代研究院副院長黃起森博士介紹，在制造工藝方面，鈉離子電池可以實現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設備、工藝的完美兼容，產(chǎn)線可進行快速切換，完成產(chǎn)能快速布局。目前，寧德時代已啟動相應的產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。

寧德時代表示，歡迎相關研究機構(gòu)、上游材料供應商和下游電池應用端一起參與，共同加速鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。

寧德時代的危與機

由于新能源汽車的火爆，催生了動力電池巨大的市場。

據(jù)SNEResearch預測，到2023年，全球電動汽車對動力電池的需求達406GWh，而動力電池供應預計為335GWh，缺口約18%。而到2025年，這一缺口將擴大到約40%。動力電池行業(yè)出現(xiàn)了供需結(jié)構(gòu)嚴重失衡的現(xiàn)象。

另外，根據(jù)SNEResearch7月29日發(fā)布的最新數(shù)據(jù)，2021年上半年，寧德時代以29.9%的市占率排名第一；韓國電池三巨頭——LG能源、三星SDI和SK創(chuàng)新上半年全球動力電池裝機量市占率合計達34.9%，分列第二、第五和第六；松下和比亞迪分別以15%和6.9%的市占率位列第三與第四。

盡管已經(jīng)成為電池行業(yè)當之無愧的龍頭企業(yè)，但寧德時代或許從未感到過輕松。對手們窮追不舍，寧德時代的老大地位還不夠牢固。

在6月18日舉辦的“中國汽車論壇”上，LG新能源亞洲營銷總經(jīng)理樸鎮(zhèn)庸表示，LG能源研發(fā)的采用高鎳四元（NCMA）作為正極材料的新一代動力電池將在其南京基地投產(chǎn)。

特斯拉率先向LG能源遞出橄欖枝。據(jù)外媒報道，特斯拉準備在中國制造的ModelY車型中使用LG能源的NCMA四元鋰電池，寧德時代或?qū)⑹艿經(jīng)_擊。

比亞迪憑借刀片電池也開始在中國市場攻城略地，目前，一汽集團、長安福特、現(xiàn)代和豐田等車企均表示與比亞迪洽談過刀片電池合作。

7月14日，長春市政府、中國一汽集團、比亞迪共同簽署新能源動力電池投資合作協(xié)議，意味著一汽或?qū)⒓哟蟊葋喌蟿恿﹄姵氐呐涮妆戎亍?/p>

不過隨著鈉離子電池的發(fā)布，寧德時代或許將發(fā)起一波反攻。

比亞迪的刀片電池和LG能源的四元鋰電池均主打安全性能，這與寧德時代第一代鈉離子電池的優(yōu)勢不謀而合，但與前兩者相比，低成本將是寧德時代爭搶市場的一把利刃。

上海有色網(wǎng)報價顯示，今年以來，電池級碳酸鋰及電池級氫氧化鋰報價已分別大漲66.04%和96.97%。上游關鍵材料價格不斷攀升，這讓市場急于尋找鋰的替代品。

安信證券指出，由于與鋰離子電池的生產(chǎn)過程類似，因此鈉離子電池可以直接使用現(xiàn)有的鋰離子電池生產(chǎn)線，只需對原產(chǎn)線略加改造即可，給予了鈉離子電池較強的替代性以及較大發(fā)展空間。機械自動化前沿，每日車訊cardaily