電化學的世界就像能量魔方，未知遠遠大于已知

寧德時代第一代鈉離子電池

國內最大的新能源科技公司寧德時代(330750.SZ)進入2.0時代。

7月29日下午，在寧德時代首場線上發布會上，董事長曾毓群發布了第一代鈉離子電池。與此同時，寧德時代的市場定位也發生了歷史性的轉變，在寧德時代的最新簡介中，“鋰離子電池研發制造公司”的身份，正式變成了“新能源創新科技公司”。

曾毓群認為，“碳中和”催生了萬億瓦時級的電池需求，新的應用場景不斷產生，給了不同技術施展的舞臺，多元化的技術路線將是未來電池行業的主旋律。

按照寧德時代規劃，完整的鈉離子電池產線將在2023年前建成投產，第一代鈉離子電池單體能量密度為160瓦時每千克;第二代鈉離子電池能量密度可攀升至200瓦時每千克。同時，鈉/鋰離子電池的混合電池包也將面向商業化，滿足更豐富的市場需求。

鈉離子電池究竟是什么?

橫空出世的鈉離子電池，看似迷霧重重，其實稱不上新技術，理解鈉離子電池，完全可以用套用理解鋰離子電池的方式。

鈉離子原理

在化學元素周期表上，鈉和鋰的位置極其接近，這也意味著兩者有非常相似的化學性質。事實上，鈉離子電池的工作方式與鋰離子電池高度相似，都是通過金屬離子在正負極之間嵌入、脫出來實現電荷轉移。因此，鈉離子電池的組成，也同樣由正極、負極、隔膜、電解液四大原材構成。

不同的是，鈉離子電位比鋰離子高，且在體積上較鋰離子更大，這意味著鈉離子電池在材料結構穩定性和動力學性能上要求更為嚴苛。簡單來講，即是鈉離子電池在能量密度和循環壽命上不如鋰電池，這也使得鋰離子電池在全球風生水起時，幾乎同步開始研發的鈉離子電池卻始終無法商業化。

盡管有著世界性的技術難題，但鈉電池的優點也十分明顯，相較于稀缺且昂貴的鋰元素，鈉在自然界隨處可見，在全球能源變革下，鈉離子電池極具潛力，同時，鈉離子電池低溫性能出色，有著更為廣闊的使用范圍。

尋找打破短板的材料體系，是所有鈉離子電池研究者的主攻方向。寧德時代也正是在材料體系上率先取得重要突破，才使得鈉離子電池從實驗室走向生產線。

寧德時代研發的第一代鈉離子電池電芯單體能量密度達160瓦時每千克;常溫充電15分鐘，電量可充至80%以上，更為重要的是，在零下20攝氏度的低溫環境中，仍擁有90%以上的放電保持率。

AB電池

與此同時，寧德時代還在電池系統上，獨創AB電池包模式，即電池包中即含有鈉離子電池，又含有鋰離子電池，這對BMS系統(電池管理系統)提出了極高的要求。但效果也十分顯著，平衡了鈉離子電池和鋰離子電池優缺點的新型電池，不再有明顯短板，可以滿足更多遠的市場需求。

寧德時代預計，在2023年前，鈉離子電池將基本形成完整產業鏈，正式成為多元能源體系中的一部分。

風口上的核心技術

有著顯著優缺點的鈉離子電池，其應用場景也十分明確，單體能量密度為160瓦時每千克的第一代鈉離子電池，將主要應用在儲能、兩輪電動車和微型電動車上;能量密度攀升至200瓦時每千克的第二代鈉離子電池，進一步提升市場競爭力，磷酸鐵鋰、三元鋰等電池形成多元互補。

而且由于成本和低溫性能，鈉離子在儲能領域的有著充分的市場競爭力，而儲能正是碳達峰、碳中和目標下，最耀眼的產業風口之一，儲能之對于清潔能源的意義，如同湖泊之于江河。據測算，到2030年中國大部分地區光儲結合可實現平價，儲能市場空間可達1.2萬億以上。

儲能的風口毋庸置疑，但目前行業的儲能的手段卻并不如意，安全、長壽、低價、大規模的儲能技術仍然不及預期，僅僅依靠鋰離子電池，無法滿足快速擴張的儲能市場。

歷史也證明，大多數情況下，產業只有形成多層次、多類型、多元化的模式，才具備可持續發展的市場邏輯。對于單一又巨大的電池市場，鈉離子電池的技術突破正當其時。

7月15日，國家發改委、能源局聯合發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》中也指出了多元技術發展的必要性：“新型儲能是支撐新型電力系系統等重要技術和基礎裝備，在推動能源領域碳達峰碳中和過程中發揮顯著作用，要加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術開展規?；囼炇痉丁?rdquo;

國家層面對鈉離子電池的扶持，也從另一角度論證了鈉離子電池，在風口之上的無限想象空間。

能否再造一個寧德時代?

毫無疑問，鈉離子電池有著廣闊的應用前景，但就現階段而言，還稱不上完全成熟的產品，由于全新的正負極材料，目前市場上，還沒有形成完整的鈉離子電池產業鏈，要在兩年內，從無到有建立起完備的上下游產業鏈并非易事。

產線兼容及產業鏈規劃

慶幸的是，由于鈉離子電池和鋰離子電池的相似性，除正負極外，電解液與鋰電相似度較高，隔膜更是可以直接實現兼容;生產工藝上也幾乎是無縫銜接，可直接使用鋰離子電池生產設備。這意味著，鈉離子電池的產業化可直接復制甚至嫁接成熟的鋰電池工業化體系。

據彭博新能源財經近日發布的《新能源展望》年度報告，預計2030年交通和儲能對鋰離子電池的需求將激增至5.9太瓦時(1太瓦時等于10億千瓦時)，而整個2020年，鋰離子電池產量只有0.1太瓦時的量級，這意味著未來十年，電池產業鏈將有60倍的增量。

60倍增量中，會有有多少屬于鈉離子電池?這是一個充滿誘惑的問題。盡管目前的鈉離子電池在產業成熟度和性能上還與鋰電有著一定差距，但技術向來充滿奇跡。

鋰電池在1991年被商業化的時候，誰能想象短短三十年，鋰電池應用場景已經從最初的手機、電腦到現在的無人機、汽車、輪船等等，上天入地無所不在。而近十年，在旺盛市場需求下，鋰電池能量密度提升了3倍，成本下降了80%，循環壽命達到了16年。

曾毓群在發布會上表示，“電化學的世界就像能量魔方，未知遠遠大于已知，我們將樂此不疲的探索其中的奧秘。”

技術的創造力遠超想象。相較最初能量密度僅為100瓦時每千克的鋰電池，鈉離子電池無疑是站在更高的起點上。再造一個寧德時代，也不是完全沒可能。