宁德时代搞了个钠电池，感觉电动车的价还要降_风闻

本文原创于微信公众号：差评  作者：差评君

前几天，宁德时代搞了个《钠离子电池发布会》，发布会总共就 10 分钟。

除去创始人兼香港首富曾毓群的五分钟开头介绍以外，说钠离子电池本身也就 5 分钟。 

但就这 5 分钟的干货，让宁德时代在动力电池领域里扔了一颗重磅炸弹。

你平时在市面上看到的所有能充电的设备，几乎装的都是锂离子电池。

而作为锂离子电池的孪生兄弟，钠离子电池就显得低调很多。

这对孪生兄弟都是在 1980 年左右进入大众的视野，并且它两的工作原理和储能机理都很相似。

在元素周期表里，钠元素和锂元素也处于同一族中，还位置相邻。

但为什么钠离子电池却总被大家忽视呢？

归根结底一点，在电池领域里，钠元素的自身素质还不过关。

我们都知道电池的工作原理，起作用大的几个关键大哥分别是**正极、负极、电解液，**离子在正负极之间的移动从而实现电池的充放电。

钠元素离子半径比锂元素大不少，这使得 " 钠胖子 " 在电池里跑的贼慢。

而且现有的电池负极材料几乎都是石墨，钠离子自身过胖没办法穿过石墨。

反观金属锂呢，它的理论比容量大概是金属钠的三倍还要多，并且锂元素的相对原子质量比钠也要小很多。

光是这三点，就直接导致钠离子电池的单体能量密度会明显低于锂离子电池。

看了前几天发的比亚迪那篇文章你应该就知道，能量密度直接决定了一辆车的续航。

但是 " 钠胖子 " 就一无是处吗？

也不是，首先钠的储备量相当丰富，其次它对温度不敏感，不像锂离子电池那样一点热一点冷都受不了。

老实说，单凭温度和储量丰富这两点优势，钠离子还是值得抢救一波。

所以，宁德时代换了个角度去开发钠离子电池，既然让你瘦不下去，那我就把电池正负极的门给你开大一点，这样钠离子就可以住在里面**（ 储能 ）并且在正负极之间自由穿行了（ 充放电 ）**。 

现有的研究中，钠离子电池正极一般是用普鲁士白和层状氧化物两类材料，它们导电率好、结构稳定，说白了就是能让钠离子轻松住进去再走出来。

但他们也有不足，那就是在循环过程中电池容量会快速衰减，简单来说就是在充放电的过程中正极材料很容易受损。

而宁德时代在这两类材料的基础上，对材料表面进行重新设计，让新型材料变得更耐用。

负极呢，宁德时代选择了具备独特空隙结构的硬碳材料，同样可以让大量的钠离子快速通过和存储。

又与之相应的开发了和这种正负极材料相适配的电解液，并且生产锂离子电池的生产线也可以用来生产钠离子电池，这成本也算就打下来了。

这样，为钠离子专门建立的 " 电池房 " 就已经准备好了，" 钠胖子 " 这波表现又如何呢？

首先在电芯单体能量密度方面，宁德时代的钠离子电池的能量密度已经达到了 160 Wh/kg，是目前所有钠离子电池中的最高水平，略低于当前的磷酸铁锂电池（ 150-210Wh/kg ）。

当然宁德时代还在持续不断的创新中，下一代钠离子电池能量密度将突破 200Wh/kg。

其次由于钠离子电池的内阻小，常温充电 15 分钟，钠离子电池的电量就可以达到 80%。锂离子电池想快充就别想了，温度一高就不行了，像极了某果的 MagSafe。

由于钠离子本身对温度不敏感的特性，在零下 20°C 低温的环境下，仍然有 90% 以上的放电保持率，也不会像锂离子电池那样动不动就自燃爆炸。

你以为这就结束了吗？NO，这才讲完5分钟干货里的 3 分钟。

宁德时代这次还来了波双线操作，弄了个AB 电池解决方案，啥意思呢？ 

就是一个电池包里，即有锂离子电池模组也有钠离子电池模组，将两种电池按一定的比例和排列进行混搭，串联、并联集成，通过 BMS（ 电池热管理系统 ）的精准算法进行不同电池体系的均衡控制，优势互补。

弥补了钠离子电池现阶段能量密度低的短板，但发挥出了它快充、低温等性能。

这波**" 兄弟齐心，其利断金 “**的道理算是被宁德时代玩明白了

看完这些，有的小伙伴可能会问：

我三元锂电池的能量密度基本在150-350Wh/kg ，比钠离子电池高的不是一星半点。

而且现在三元锂电池用着挺好，何必费这么大劲换个更弱鸡的呢？

这话你可能只说对了一半。

因为锂元素目前已经开始全球缺货了，不只是中国，据美国银行全球研究部的一份报告，锂离子电池最早将在 2025 年断供。

锂元素的储量本来就不多，地壳中锂元素丰度仅有 0.002%，根据美国地质调查局 2018 年的最新报告显示，全球锂资源储量约 5300 万 t，其中阿根廷 18.5%，玻利维亚 17.0%，智利15.8%，中国 13.2%，美国 12.8%，澳大利亚 9.4%。

看上去是不是感觉还行，我们锂资源储量排名第四呢。

然而这些锂资源，大都分布在四川西部、西藏盐湖、青海柴达木盆地，而且镁锂资源都是混在一起，分离难度大，开采难度大，运输难度大，所以仅有极少的锂资源是自己开采。

我们 80% 的锂资源供应依赖进口，是全球锂资源第一进口国。

所以寻找锂离子电池的替代或备选储能技术，这事耽搁不了。

并且除了锂资源，和锂离子电池息息相关的钴矿、镍矿资源也多集中在海外，并且被头部矿业集团垄断，原材料的价格也一直在涨。

为了缓解 " 电池荒 " ，许多动力电池产业都在扩产，宁德时代目前也在扩大产能，短则 2-3 年，长则 3-5 年。

除了锂资源匮乏以外，必须着手研发钠离子电池的另外一个原因，就是锂离子电池的研发目前有点难产。

比如特斯拉的 46800 电池（电芯本体直径 46mm，高 80mm），相较于目前在用的 18650 和21700 变得更胖更大。 

说 46800 大家估计没印象，但是你们还记得去年 9 月特斯拉搞的电池日吗？

46800 就是电池日上的那个新款新型电池，它采用了无极耳设计，它通过在 " 无极耳 " 电极的一端涂覆导电材料，使它直接与壳体或者专门设计的盖板进行连接，电流直接在电极集流体、盖板、壳体之间传导。

说白了，就是可以减小电池内阻，能快充，更稳定，不怕热。 

46800 的负极材料用了硅，因为硅储量丰富价格便宜，正极是无钴高镍材料，并且采取和刀片电池异曲同工之妙的无模组化设计。

还采用了新的干法电极工艺，能最大的简化制造流程，每 Gwh 产能投资降低 75%，一条组装线能做到 20Gwh，单线产出提升 7 倍，到了实现 2022 年 100Gwh 和 2030 年 3Twh 的产能。

然而梦想总是美好的，马斯克在最近的采访中说到，这款电池目前只有 90% 的工艺进展顺利，并且仅能小规模有限的生产。

鉴于这哥们之前说过**” 产能爬升期难以保证质量 “** 的话，我还是希望他完全搞好再量产吧。

所以，无论是从企业自身或者能源战略的角度出发，发展钠离子电池都是至关重要的一步。

在国内，除了宁德时代，中科院物理研究所旗下的中科海钠也早在 2017 年就投入到了钠离子电池的研发当中，覆盖电极材料、电解液、电池制造、成组测试、测试线建设和运行等整个钠离子电池开发与应用周期。 

而且在今年的 6 月 28 日，中科海纳搞的全球首套 1MWh 钠离子电池光储充智能微网系统在山西太原综改区正式投入运行，可以为5G基站、大型数据中心、市政用电等做好坚实的储备。

除了中国，全球从事钠离子电池工程化的公司有 20 多家，包括松下、丰田、LG等巨头公司。

所以说，世界能源的格局已经在关键技术的引导之下发生变化，掌握钠离子电池的产业化应用技术，也就掌握了在能源技术领域的主导权。

中国在新能源汽车领域一直是一个领跑者的角色，就像参加公路自行车竞赛的一个团体，冲在第一位的领航员永远是最累的，不仅自身技术要过硬，也要时刻准备带领队友们破风前行。

相较于其它国家，我们有众志成城办大事的能力，也有责任去推进钠离子电池技术的快速进步与创新，同时引领世界各国突破动力电池行业发展的瓶颈和难题。

或许这就是 “ 能力越大，责任越大 ”的大国风范。

图片、参考资料来源：

储能科学与技术—钠离子电池：从基础研究到工程化探索

分子科学学报—钠离子电池工作原理及关键电极材料研究进展

中国汽车工程学会—刘新华：什么是动力电池

宁德时代—钠离子电池发布会

中国科学院—中科院物理所科学家研发钠离子电池实现示范应用

Google图片：三元锂电池；Tesla46800；中科院物理研究所钠离子电池储能系统