寧德時代搞了個鈉電池，感覺電動車的價還要降_風聞

本文原創於微信公眾號：差評  作者：差評君

前幾天，寧德時代搞了個《鈉離子電池發佈會》，發佈會總共就 10 分鐘。

除去創始人兼香港首富曾毓羣的五分鐘開頭介紹以外，説鈉離子電池本身也就 5 分鐘。 

但就這 5 分鐘的乾貨，讓寧德時代在動力電池領域裏扔了一顆重磅炸彈。

你平時在市面上看到的所有能充電的設備，幾乎裝的都是鋰離子電池。

而作為鋰離子電池的孿生兄弟，鈉離子電池就顯得低調很多。

這對孿生兄弟都是在 1980 年左右進入大眾的視野，並且它兩的工作原理和儲能機理都很相似。

在元素週期表裏，鈉元素和鋰元素也處於同一族中，還位置相鄰。

但為什麼鈉離子電池卻總被大家忽視呢？

歸根結底一點，在電池領域裏，鈉元素的自身素質還不過關。

我們都知道電池的工作原理，起作用大的幾個關鍵大哥分別是**正極、負極、電解液，**離子在正負極之間的移動從而實現電池的充放電。

鈉元素離子半徑比鋰元素大不少，這使得 " 鈉胖子 " 在電池裏跑的賊慢。

而且現有的電池負極材料幾乎都是石墨，鈉離子自身過胖沒辦法穿過石墨。

反觀金屬鋰呢，它的理論比容量大概是金屬鈉的三倍還要多，並且鋰元素的相對原子質量比鈉也要小很多。

光是這三點，就直接導致鈉離子電池的單體能量密度會明顯低於鋰離子電池。

看了前幾天發的比亞迪那篇文章你應該就知道，能量密度直接決定了一輛車的續航。

但是 " 鈉胖子 " 就一無是處嗎？

也不是，首先鈉的儲備量相當豐富，其次它對温度不敏感，不像鋰離子電池那樣一點熱一點冷都受不了。

老實説，單憑温度和儲量豐富這兩點優勢，鈉離子還是值得搶救一波。

所以，寧德時代換了個角度去開發鈉離子電池，既然讓你瘦不下去，那我就把電池正負極的門給你開大一點，這樣鈉離子就可以住在裏面**（ 儲能 ）並且在正負極之間自由穿行了（ 充放電 ）**。 

現有的研究中，鈉離子電池正極一般是用普魯士白和層狀氧化物兩類材料，它們導電率好、結構穩定，説白了就是能讓鈉離子輕鬆住進去再走出來。

但他們也有不足，那就是在循環過程中電池容量會快速衰減，簡單來説就是在充放電的過程中正極材料很容易受損。

而寧德時代在這兩類材料的基礎上，對材料表面進行重新設計，讓新型材料變得更耐用。

負極呢，寧德時代選擇了具備獨特空隙結構的硬碳材料，同樣可以讓大量的鈉離子快速通過和存儲。

又與之相應的開發了和這種正負極材料相適配的電解液，並且生產鋰離子電池的生產線也可以用來生產鈉離子電池，這成本也算就打下來了。

這樣，為鈉離子專門建立的 " 電池房 " 就已經準備好了，" 鈉胖子 " 這波表現又如何呢？

首先在電芯單體能量密度方面，寧德時代的鈉離子電池的能量密度已經達到了 160 Wh/kg，是目前所有鈉離子電池中的最高水平，略低於當前的磷酸鐵鋰電池（ 150-210Wh/kg ）。

當然寧德時代還在持續不斷的創新中，下一代鈉離子電池能量密度將突破 200Wh/kg。

其次由於鈉離子電池的內阻小，常温充電 15 分鐘，鈉離子電池的電量就可以達到 80%。鋰離子電池想快充就別想了，温度一高就不行了，像極了某果的 MagSafe。

由於鈉離子本身對温度不敏感的特性，在零下 20°C 低温的環境下，仍然有 90% 以上的放電保持率，也不會像鋰離子電池那樣動不動就自燃爆炸。

你以為這就結束了嗎？NO，這才講完5分鐘乾貨裏的 3 分鐘。

寧德時代這次還來了波雙線操作，弄了個AB 電池解決方案，啥意思呢？ 

就是一個電池包裏，即有鋰離子電池模組也有鈉離子電池模組，將兩種電池按一定的比例和排列進行混搭，串聯、並聯集成，通過 BMS（ 電池熱管理系統 ）的精準算法進行不同電池體系的均衡控制，優勢互補。

彌補了鈉離子電池現階段能量密度低的短板，但發揮出了它快充、低温等性能。

這波**" 兄弟齊心，其利斷金 “**的道理算是被寧德時代玩明白了

看完這些，有的小夥伴可能會問：

我三元鋰電池的能量密度基本在150-350Wh/kg ，比鈉離子電池高的不是一星半點。

而且現在三元鋰電池用着挺好，何必費這麼大勁換個更弱雞的呢？

這話你可能只説對了一半。

因為鋰元素目前已經開始全球缺貨了，不只是中國，據美國銀行全球研究部的一份報告，鋰離子電池最早將在 2025 年斷供。

鋰元素的儲量本來就不多，地殼中鋰元素丰度僅有 0.002%，根據美國地質調查局 2018 年的最新報告顯示，全球鋰資源儲量約 5300 萬 t，其中阿根廷 18.5%，玻利維亞 17.0%，智利15.8%，中國 13.2%，美國 12.8%，澳大利亞 9.4%。

看上去是不是感覺還行，我們鋰資源儲量排名第四呢。

然而這些鋰資源，大都分佈在四川西部、西藏鹽湖、青海柴達木盆地，而且鎂鋰資源都是混在一起，分離難度大，開採難度大，運輸難度大，所以僅有極少的鋰資源是自己開採。

我們 80% 的鋰資源供應依賴進口，是全球鋰資源第一進口國。

所以尋找鋰離子電池的替代或備選儲能技術，這事耽擱不了。

並且除了鋰資源，和鋰離子電池息息相關的鈷礦、鎳礦資源也多集中在海外，並且被頭部礦業集團壟斷，原材料的價格也一直在漲。

為了緩解 " 電池荒 " ，許多動力電池產業都在擴產，寧德時代目前也在擴大產能，短則 2-3 年，長則 3-5 年。

除了鋰資源匱乏以外，必須着手研發鈉離子電池的另外一個原因，就是鋰離子電池的研發目前有點難產。

比如特斯拉的 46800 電池（電芯本體直徑 46mm，高 80mm），相較於目前在用的 18650 和21700 變得更胖更大。 

説 46800 大家估計沒印象，但是你們還記得去年 9 月特斯拉搞的電池日嗎？

46800 就是電池日上的那個新款新型電池，它採用了無極耳設計，它通過在 " 無極耳 " 電極的一端塗覆導電材料，使它直接與殼體或者專門設計的蓋板進行連接，電流直接在電極集流體、蓋板、殼體之間傳導。

説白了，就是可以減小電池內阻，能快充，更穩定，不怕熱。 

46800 的負極材料用了硅，因為硅儲量豐富價格便宜，正極是無鈷高鎳材料，並且採取和刀片電池異曲同工之妙的無模組化設計。

還採用了新的幹法電極工藝，能最大的簡化製造流程，每 Gwh 產能投資降低 75%，一條組裝線能做到 20Gwh，單線產出提升 7 倍，到了實現 2022 年 100Gwh 和 2030 年 3Twh 的產能。

然而夢想總是美好的，馬斯克在最近的採訪中説到，這款電池目前只有 90% 的工藝進展順利，並且僅能小規模有限的生產。

鑑於這哥們之前説過**” 產能爬升期難以保證質量 “** 的話，我還是希望他完全搞好再量產吧。

所以，無論是從企業自身或者能源戰略的角度出發，發展鈉離子電池都是至關重要的一步。

在國內，除了寧德時代，中科院物理研究所旗下的中科海鈉也早在 2017 年就投入到了鈉離子電池的研發當中，覆蓋電極材料、電解液、電池製造、成組測試、測試線建設和運行等整個鈉離子電池開發與應用週期。 

而且在今年的 6 月 28 日，中科海納搞的全球首套 1MWh 鈉離子電池光儲充智能微網系統在山西太原綜改區正式投入運行，可以為5G基站、大型數據中心、市政用電等做好堅實的儲備。

除了中國，全球從事鈉離子電池工程化的公司有 20 多家，包括松下、豐田、LG等巨頭公司。

所以説，世界能源的格局已經在關鍵技術的引導之下發生變化，掌握鈉離子電池的產業化應用技術，也就掌握了在能源技術領域的主導權。

中國在新能源汽車領域一直是一個領跑者的角色，就像參加公路自行車競賽的一個團體，衝在第一位的領航員永遠是最累的，不僅自身技術要過硬，也要時刻準備帶領隊友們破風前行。

相較於其它國家，我們有眾志成城辦大事的能力，也有責任去推進鈉離子電池技術的快速進步與創新，同時引領世界各國突破動力電池行業發展的瓶頸和難題。

或許這就是 “ 能力越大，責任越大 ”的大國風範。

圖片、參考資料來源：

儲能科學與技術—鈉離子電池：從基礎研究到工程化探索

分子科學學報—鈉離子電池工作原理及關鍵電極材料研究進展

中國汽車工程學會—劉新華：什麼是動力電池

寧德時代—鈉離子電池發佈會

中國科學院—中科院物理所科學家研發鈉離子電池實現示範應用

Google圖片：三元鋰電池；Tesla46800；中科院物理研究所鈉離子電池儲能系統