寧德時(shí)代將發(fā)布鈉離子電池 更低價(jià)的選擇？

到底是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池爭了這么久，突然要被鈉電池取代了?鋰電池不香了嗎?

昨天，寧德時(shí)代突然宣布，將會(huì)在今天下午(7月29日15:30)正式發(fā)布鈉離子電池，外界紛紛猜測，這將是會(huì)革掉鋰離子電池命的全新技術(shù)。鈉離子電池究竟是什么?真的有這么厲害嗎?

首先要明確，不管是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，都屬于鋰離子電池。而鈉離子電池，是將正極材料換成了鈉離子聚合物。鈉和鋰在元素周期表上處于同一列，都是最外層只有一個(gè)電子，易失電子的活潑金屬元素，二者的元素性質(zhì)比較接近，因而鈉離子電池的原理與鋰離子電池基本一致。

鈉電池，一種更低價(jià)的選擇

那將鋰替換為鈉有什么好處呢?首先是便宜，鋰在地殼中的含量約為0.0065%，而鈉高達(dá)2.83%，近年來鈉離子電池的興起就是在鋰原材料價(jià)格上漲的階段。不過，鋰的價(jià)格并沒有向大家預(yù)期的那樣一直漲下去，很快又開始回落，大家對(duì)鈉電池的熱情也因此有所下降。

鈉電池并不是并不是近年來才剛剛出現(xiàn)的新物種，上世紀(jì)七十年代鋰離子電池開始出現(xiàn)不久，鋰離子電池之父之一的Whittingham,M.Stanley就成功開發(fā)出了鈉離子電池，自是鋰離子電池優(yōu)異的性能很快在商業(yè)上去的了成功，鈉離子電池在很長一段時(shí)間都沒再被重視。

隨著近年來汽車電氣化等的發(fā)展，鋰離子電池的需求量出現(xiàn)了爆炸式增長。在地殼中的含量約為0.0065%的鋰本不是十分稀缺的資源，但隨著需求量的巨幅增長，也開始出現(xiàn)價(jià)格波動(dòng)。并且鋰資源的分布不均也進(jìn)一步加劇了鋰價(jià)格的風(fēng)險(xiǎn)，尤其對(duì)于鋰資源相對(duì)匱乏的中國市場。鈉作為一種及其富足的資源開始顯現(xiàn)出其優(yōu)勢。

同時(shí)，鈉相較鋰多一層電子，直徑相較鋰大出了約70%，因此對(duì)電解液的濃度要求更低。在電解液中，鹽占據(jù)了絕大部分的成本，因此低濃度電解液也可以有效的降低電解液的成本。

另外，鋰離子會(huì)與鋁反應(yīng)形成合金，因此鋰離子電池智能選擇銅作為負(fù)極集流體的材料。而鈉離子不會(huì)與鋁發(fā)生反應(yīng)，采用鋁材質(zhì)的集流體，可以降低8%左右的成本，同時(shí)還能減重約10%。

鈉電池的優(yōu)勢，不止便宜

除了降價(jià)，鈉離子電池在性能上也有獨(dú)到之處。鈉離子電池沒有鋰離子電池那樣的無過放電特性，也就是說，鈉離子電池可以將電放光至0V也不受影響，而鋰離子電池過放會(huì)嚴(yán)重影響電池容量級(jí)壽命，甚至直接報(bào)廢。因此，鈉離子電池可以將電量完全放空進(jìn)行安全存儲(chǔ)，使用上也不會(huì)像鋰離子電池那樣?jì)赡邸?/p>

同時(shí)，鈉離子電池還有著更強(qiáng)的循環(huán)壽命。目前電池行業(yè)一般在循環(huán)充放電1000次后的比容量保持率標(biāo)準(zhǔn)約為80%，而鈉離子電池目前能做到比容量保持率高達(dá)94.6%以上的超高水準(zhǔn)。首先無過放電特性讓鈉離子電池對(duì)放電截止電壓不再敏感，同時(shí)鈉離子電池相較鋰離子電池更加耐低溫，可以在零下38℃左右正常工作，而鋰離子電池很難支撐到零下20℃以下。

至于安全性，理論上鈉離子電池相較鋰離子電池在防自燃、爆炸方面會(huì)更有優(yōu)勢。不過同樣十分活潑的鈉離子并非絕對(duì)安全，正如磷酸鐵鋰電池在安全性能上超越三元鋰電池一樣，不同的鈉離子電池在安全性方面的表現(xiàn)也會(huì)有所差異。

鈉電池的致命短板

但凡事都有兩面性，鋰離子電池從九十年代成功商業(yè)化，制霸電池領(lǐng)域至今并非毫無道理的。在能量密度上，鋰離子電池對(duì)鈉離子電池處于碾壓的地位。鈉離子電池理論能量密度能做到200wh/kg，但實(shí)際效果尚不足120wh/kg，而目前能量密度備受爭議的磷酸鐵鋰電池，也可以做到160wh/kg的水準(zhǔn)，而三元鋰電池已經(jīng)突破200wh/kg。

綜合來看，鈉離子電池最大的優(yōu)勢在于便宜，但其大規(guī)模化電芯成本預(yù)期僅能做到鋰離子電池的60%-80%左右，而能量密度則僅有三元鋰電池的不足60%。低能量密度成為了鈉離子電池發(fā)展的死穴，鈉離子電池取代鋰離子電池的地位是不可能的。

那分擔(dān)一部分呢?這是很有希望的，否則寧德時(shí)代也不至于如此高調(diào)的發(fā)布旗下的鈉離子電池了。隨著汽車電氣化的發(fā)展，電動(dòng)汽車在不同的分工中對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)的需求也有所分化。如今，能量密度低、循環(huán)壽命長、安全性高、價(jià)格便宜的磷酸鐵鋰電池在共享出行市場打開了局面。而能量密度更低、循環(huán)壽命更長、價(jià)格更便宜、更耐低溫的鈉離子電池在出行級(jí)城市代步市場還存在不小的空間。

而隨著電動(dòng)化快速發(fā)展，儲(chǔ)量相對(duì)稀缺、分布不均的鋰資源風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增大，鈉離子電池的出現(xiàn)可以有效的緩解鋰價(jià)格波動(dòng)的市場風(fēng)險(xiǎn)。

電動(dòng)車之外，鈉電池有更廣闊的市場

不過，這并不是全部。在汽車電動(dòng)化搞死發(fā)展的背后，還有與消費(fèi)者距離較遠(yuǎn)的儲(chǔ)能市場的蓬勃發(fā)展，鈉離子電池的出現(xiàn)絕非分食乘用電動(dòng)車部分低端市場這么簡單。隨著碳中和概念的火爆，風(fēng)能、太陽能等清潔能源必然會(huì)大幅取代火電的地位，而靠天吃飯的風(fēng)能、太陽能最大的問題在于供電不穩(wěn)定，大規(guī)模的儲(chǔ)能電站便是解決這一問題的最好方式。

作為全球動(dòng)力電池龍頭企業(yè)，寧德時(shí)代早已開啟了在儲(chǔ)能市場的布局。2020年全年寧德時(shí)代儲(chǔ)能系統(tǒng)銷量為2.39GWh，去年這一數(shù)據(jù)僅為0.71GWh，由此帶來的銷售收入為19.43億元，同比增長218.56%，其貢獻(xiàn)的營收直接從2019年的1.33%，上升到了2020年的3.86%。

不同于跑在路上，對(duì)重量和續(xù)航里程及其敏感的電動(dòng)車，儲(chǔ)能設(shè)備對(duì)低價(jià)、高循環(huán)壽命的需求更為旺盛，這正是鈉離子電池的先天優(yōu)勢。而無過放電特性，可以完全放空進(jìn)行安全存儲(chǔ)的特性對(duì)于儲(chǔ)能設(shè)備也十分友好。鈉離子電池在乘用電動(dòng)車之外有著更廣闊的市場。

結(jié)語

以上，是基于鈉離子電池的基本特性進(jìn)行的分析。近年來我國在鈉離子電池領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。寧德時(shí)代推出鈉離子電池，對(duì)于未來儲(chǔ)能電池市場必然有著轟動(dòng)效果。至于其將在乘用電動(dòng)車市場發(fā)力還是將更廣闊的空間留給儲(chǔ)能設(shè)備市場，寧德時(shí)代鈉離子電池本身特性如何，讓我們期待今天下午的發(fā)布會(huì)上揭曉。(郭睿)