7月29日，寧德時(shí)代正式發(fā)布了旗下第一款鈉離子電池。 一直以來，由于鈉離子體積較大，在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面的要求也更嚴(yán)苛，鈉離子電池在大規(guī)模商用化的進(jìn)展上表現(xiàn)不佳。電池的應(yīng)用方案依然是以磷酸鐵鋰、三元鋰甚至四元鋰電池為主，本質(zhì)上都是鋰離子體系的產(chǎn)物。
此次，隨著寧德時(shí)代鈉離子電池的推出，市場看到了一條鋰電池之外的全新電池技術(shù)路徑的可能。廣發(fā)證券預(yù)計(jì)， 2025年國內(nèi)鈉離子電池潛在應(yīng)用場景需求量為123GWh，以磷酸鐵鋰電池價(jià)格計(jì)量，對(duì)應(yīng)市場規(guī)模約為537億元。受此消息影響，寧德時(shí)代股價(jià)今日大幅攀升，收漲6.05%。
“有人認(rèn)為電池的化學(xué)體系已很難創(chuàng)新，只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)。但我們認(rèn)為，電化學(xué)的世界，就像能量魔方，未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知，我們樂此不疲地探索著其中的奧秘。”寧德時(shí)代董事長曾毓群表示。
成本降低30%、15分鐘充電80%
事實(shí)上，鈉離子電池并不是電池行業(yè)一條全新的技術(shù)路徑。早在19世紀(jì)，相關(guān)技術(shù)方案就開始被研究。不過，由于鈉離子體積要比鋰離子更大、質(zhì)量也更重，對(duì)電池正負(fù)極材料的穩(wěn)定性要求，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋰離子。所以，鈉電池的大規(guī)模商用比鋰電池要慢很多。
為了解決正負(fù)電極的材料問題，寧德時(shí)代在此次的鈉離子電池研發(fā)中，采用了新的電極材料。
在正極材料方面，寧德時(shí)代使用了克容量較高的普魯士白材料，創(chuàng)新性地對(duì)材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)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(fù)極材料方面，寧德時(shí)代開發(fā)了具有獨(dú)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(shí)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。
官方信息顯示，寧德時(shí)代首款鈉離子電池電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg；常溫下充電15分鐘，電量可達(dá)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(dá)80%以上；熱穩(wěn)定性超過國家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
值得注意的是，除了上述特點(diǎn)外，鈉離子電池最核心的優(yōu)勢還要當(dāng)屬成本優(yōu)勢。
鈉離子地殼豐度約為2.36%，遠(yuǎn)高于鋰離子的0.002%。此外，全球鋰儲(chǔ)量分布主要集中在智利、澳大利亞、阿根廷三國，鋰資源75%集中分布在美洲；而鈉資源全球分布廣泛，中國廣闊的海岸線也可以通過海水制備鈉鹽來降低鈉電池生產(chǎn)成本。
同時(shí)，鈉離子化合物價(jià)格穩(wěn)定且低廉，約250元/噸，為電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格的1/50左右。根據(jù)中科海納數(shù)據(jù)，鈉離子電池BOM成本較鋰電池低30%-40%。
能量密度低仍待解
但是，寧德時(shí)代依然未能解決鈉電池能量密度低的問題。
相比于 300Wh /kg的三元/四元鋰電池，寧德時(shí)代首款鈉電池的能量密度僅約為前者的一半。盡管寧德時(shí)代方面表示，下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標(biāo)是200Wh/kg以上。但是，電池想要徹底替代鋰電池，仍有很長的一段路要走。
為了在降低成本的同時(shí)維持高的能量密度，寧德時(shí)代給出了 AB 電池方案。
簡單來講，AB 電池方案就是將鈉離子模組和鋰離子模組按照特定的比例，封裝在同一電池包內(nèi)。AB電池系統(tǒng)解決方案既彌補(bǔ)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(chǔ)，可為鋰鈉電池系統(tǒng)拓展更多應(yīng)用場景。
顯然，這一電池技術(shù)的解決路徑，并不是主流新能源車型的首選方案。對(duì)于追求超長續(xù)航、需要超高能量密度的中高端乘用車型來說，磷酸鐵鋰、三元鋰電池甚至是固態(tài)電池才是其主流選擇。
所以，寧德時(shí)代在未能大幅提升鈉離子電池的能量密度前，其瞄準(zhǔn)的方向或是在乘用車場景外。
公開報(bào)道顯示，7 月 9 日，寧德時(shí)代與河南躍薪的新合資公司躍薪時(shí)代正式成立，專攻電動(dòng)無人礦山領(lǐng)域。寧德時(shí)代持股比例超過 30%，是公司的第二大股東。更早之前，中國首艘使用鋰電池作為混合推進(jìn)動(dòng)力的海上危險(xiǎn)品應(yīng)急指揮船——深海 01，其電池供應(yīng)商為寧德時(shí)代。
根據(jù)中國經(jīng)濟(jì)周刊的報(bào)道，一臺(tái)電動(dòng)礦卡每年能節(jié)約能源費(fèi)用 30 萬元，基于電動(dòng)化的無人礦山解決方案，可以提升全國礦山生產(chǎn)效率 30%，采礦成本降低 46%。
這就意味著，目前寧德時(shí)代的鈉離子電池將很有可能主要供給從事大型機(jī)械作業(yè)的交通工具。不同于乘用車狹小空間，上述車輛和船舶完全可以通過大量增加鈉離子電池包數(shù)量的方式，來提升總體儲(chǔ)能，并降低制造成本。
