“十年窗下無人問,一舉成名天下知”。

7月末寧德時代一場只有10多分鐘的簡短發布會后，此前在產業化道路走了十年左右的鈉離子電池火了。

寧德時代作為動力電池行業龍頭的帶動作用，在鈉離子電池這件事上表現得淋漓盡致。其實，在這之前國內外已有企業發布鈉離子電池技術，甚至宣布實現產業化，但其影響力僅限于行業小圈子內。寧德時代的十分鐘發布會，則把鈉離子電池真正帶入大眾視野。

那么，鈉離子電池技術是什么？寧德時代為何要力推這一新技術，它會對當下主流的鋰離子電池技術帶來什么影響，會挑戰鋰離子電池技術的行業主導地位么？

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蟄伏30余年的新技術路線

此前對鈉離子所知不多的一些媒體非常興奮，認為平地起驚雷，鈉離子電池技術具有劃時代的意義，將掀起動力電池行業巨變等。但實事求是地說，鈉離子電池并不是一項革命性的新技術。

在化學元素周期表上，鈉和鋰的位置很接近，這意味著兩者具備相同的工作原理和化學特性。上世紀60年代石油危機爆發后，尋找替代能源的技術研發人員就把目光瞄向了鋰電池和鈉電池。

從技術發展來看，鈉離子電池與鋰離子電池的技術研究幾乎同步，都是從上世紀70年代開始。但最終，由于鈉離子電池在安全性、能量密度與循環壽命上落于下風，技術研發和產業化遠不如鋰離子電池那樣“大殺四方”，只在儲能領域站穩腳跟。

但隨著鋰電池商業化進展迅猛，從手機到無人機，從汽車到輪船，上天入地的各種工業品都需要鋰電池，研究界開始注意到鋰資源的分布不均與嚴重匱乏的情況，開始尋找新的電池技術路線。


坐了30余年冷板凳的鈉離子電池也再度受到重視，2010年以來，有關鈉離子電池的技術論文呈井噴式增長。2011年，全球首家致力于鈉離子電池產業化的公司英國FARADION公司誕生，隨后，全球涌現一批相關公司，如美國Natron Energy、美國Aquion Energy、法國Tiamat、日本的岸田化學、松下、三菱等。

近年來，中國也出現一批公司開展鈉離子電池的技術研發與產業化工作。例如2017年成立的中科海納，擁有中科院物理研究所陳立泉院士、胡勇勝研究員為首的研究團隊。

在寧德時代之前，中科海納、浙江鈉創、星空鈉電等公司均已經推出量產鈉離子電池并建立規模量產的生產線，但影響力并未出行業小圈子。雖然寧德時代出手更晚一些，鈉離子電池產業化的時間表要到2023年。但得益于寧德時代的加入，鈉離子電池在“電池茅”的明星光環下迅速出圈，一定程度上，將加速鈉離子電池產業化的進程。

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為何一夜爆紅？

為何鈉離子電池此前不怎么受關注，寧德時代一出手就火了？除了寧德時代身為動力電池行業龍頭老大哥強大的影響力，也和鈉離子電池產業“天時地利人和”的發展環境有關。

在碳中和、碳達峰的雙碳戰略目標下，全球正掀起一場全新的能源革命。中科院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高曾在2021中國電動車百人會論壇上表示，眼下全球正掀起第三次能源革命。

第一次能源革命，動力裝置是內燃機，能源是煤炭，交通工具是貨車；第二次工業革命，動力裝置是內燃機，能源是私有和天然氣，交通工具是汽車；第三次工業革命，動力裝置是各種電池，能源是可再生能源，能源載體有兩個——電和氫；交通工具是電動車。

能源革命的時代浪潮之下，電動化顯然不能只指望鋰離子電池一條技術路線。技術路線應該多元化，但多年的技術研究又表明，電池領域的材料創新、開辟新技術路線沒那么容易。能量密度最高的鋰電池之外，鈉離子電池就成為首選。

同樣在2021中國電動車百人會論壇上，中國工程院院士陳立泉表示：“鋰離子電池現在全世界都在做，如果說全世界的車都用鋰離子電池來開，全世界的電能都用鋰離子電池儲存，根本不夠，所以我們一定要考慮新的電池，鈉離子電池是首選。”

從相關產業研究來看，和鋰離子電池相比，鈉離子電池原材料資源更豐富，沒有資源被人“卡脖子”的風險；生產制造成本也更低。

從原材料角度來看，鈉資源在地殼中的比例則有2.75%，且在礦石、鹽湖、海水等中均有廣泛的分布。而鋰資源在地球上的儲量相當低，只有0.0065%，而且鋰資源自全球分布嚴重不均，目前70%的鋰資源分布在南美洲。

中國鋰資源儲量雖然不低，位居全球第六，但是大多存在青藏高原的鹽湖鹵水中，優質硬巖鋰礦相對稀缺。這導致中國鋰鹽廠原材料高度依賴進口，現階段我80%鋰資源依賴進口。

再加上，由于美國、歐盟加大電動車發展力度，全球電動化加速，對于動力電池的需求也水漲船高，動力電池企業紛紛開啟新一輪大規模擴產，由此帶來動力電池原材料價格一路上漲，鋰資源供需不平衡的問題進一步凸顯。

中金證券的研報顯示，2020年底以來，鋰價已上漲130%，從2020年底部的3.95萬元/噸增長至目前（2021年8月3日）的9.10萬元。據其測算，近碳酸鋰價格上漲就帶動鋰電池原材料成本增加約5%。隨著新能源汽車市場的發展，至2025年全球鋰需求將迎百萬噸級需求增量。

同時，全球鋰資源項目的開發不確定性增加，難以匹配需求增長的速度和量級，未來鋰價抬升的預期進一步增加了電池企業的成本焦慮。

5月21日，在寧德時代的股東大會上，寧德時代董事長曾毓群就表示，原材料價格上漲對于成本影響較大，并放出狠話：“如果誰在我們這兒拼命亂漲價，我們會把他們排除在外。”同時，曾毓群還透露一個重要信息：“我們的鈉電池已經成熟了，氯化鈉不能炒作，因為鹽多。”

鈉離子電池的另一大優勢是成本更低。由于材料體系的差異，鈉離子電池在正極、負極、電解液、集流體等原材料方面均可不同程度的實現降本。

陳立泉分享的數據顯示，鋰離子電池中最便宜的磷酸鐵鋰電池，每瓦時的原材料成本是3毛4，鈉離子電池的原材料成本每瓦時是2毛6，更為便宜。

事實上，鈉離子電池技術已經成為中外各國爭相押寶的電池新技術。2020年，美國能源部公布了對電池研究計劃的布局，著力開展對動力電池和儲能電池的基礎研究與先進制造，在此計劃中明確將鈉離子電池作為儲能電池的發展體系。歐盟儲能計劃“電池2030”項目公布了未來重點發展的電池體系，將鈉離子電池列在非鋰離子電池體系的首位。

在中國，鈉離子電池作為多元化技術路線的重要性也被明確。7月23日，國家發改委、國家能源局發布《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》，提出堅持儲能技術多元化，加快鈉離子電池等技術開展規模化試驗示范。

在業界看來，寧德時代這個時間節點推出鈉離子電池，既是針對鋰價格不斷上漲的一個輿論戰，打壓一下市場哄抬鋰價的瘋狂之舉；也是針對鋰資源被人“卡脖子”的釜底抽薪之舉，開辟新技術路線，多種技術路線應對電動化的多種應用場景，助力能源革命；同時展示行業龍頭的強大技術實力和新技術儲備，秀肌肉的同時鞏固行業領先地位。


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難以撼動鋰電池的行業C位

真正令媒體感到興奮的地方在于，寧德時代的鈉離子電池，很可能突破鈉離子電池此前的產業天花板，不再局限于儲能領域，進入汽車行業實現量產裝車。

從發布會介紹的情況來看，寧德時代借助高通量計算平臺和模擬仿真技術，創新性地對材料的體相結構進行電荷重排，對材料表面進行重新的設計，解決了材料在循環過程中容量快速衰減這一世界性的難題。

同時，通過正、負極以及電解液等環節的材料創新，使得其鈉離子電池的能量密度達到160Wh/kg，下一代鈉離子電池能量密度將突破200Wh/kg，接近磷酸鐵鋰電池的水平。制造工藝也能與現有的鋰離子電池生產線兼容。

為了推進鋰離子電池的產業化，寧德時代還推出鋰鈉合璧的AB電池，通過BMS的精準算法進行不同電池體系的均衡控制。鋰鈉混搭的電池系統不僅具有鋰電池的能量密度優勢，還新增鈉電池的低溫、快充特長等優勢。

從寧德時代的發布來看，除了能量密度略低，鈉離子電池在低溫、快充方面優勢明顯，原材料來源更廣，制造成本更低。看上去是個潛力無限的新技術。那么，鈉離子電池將會對鋰離子電池產生多大影響，能否挑戰鋰離子電池目前在電動化市場的絕對主導地位？

不同于媒體的多種興奮解讀與暢想，中金證券等多家證券研究機構給出的研報相對冷靜。認為受制于循環壽命低，體積偏大，能量密度低等天然短板，鈉離子電池主要適用于對能量密度要求不高的儲能、兩輪電動車、低速電動車、工程機械等行業，可以作為鋰電池的很好補充，但不太可能動搖鋰電池的行業主導地位。


中金證券的報告認為，鈉電池原材料成本比磷酸鐵鋰低30%-40%，產業化加速后期成本優勢將逐步凸顯，或將在兩輪車、小動力以及儲能領域對鐵鋰需求形成有效補充。短期看，鈉電池對鋰需求影響有限，不改鋰供需走向緊缺行業趨勢。長期看，鈉電池產業化不改鋰需求剛性。

中金證券的研報預計，2025年鈉電池對鋰需求影響不超過3.7萬噸LCE，占2025年總需求僅2.6％，對整體鋰需求影響有限。考慮到鈉電池替代因素，預計2021-2025年全球鋰供需分別為+3.54萬噸、+4.54萬噸、+0.07萬噸、-1.89萬噸、-4.82萬噸，不改鋰供需走向緊缺趨勢。

東北證券的研報認為，鈉暫不可能替代鋰成為動力領域主流技術方向，站在當前時點來看，鈉電池對鋰電池的替代性實際上很微弱，不應過分高估其商業價值。

從研究機構的研報來看，雖然鈉離子電池在低溫、快充方面表現更好，但化學特性決定了，鈉離子電池在能量密度、循環壽命上無法挑戰鋰離子電池。鈉離子電池最有可能替代的，是鉛酸電池。

能量密度上，目前鈉離子能達到的上限100-160 Wh/Kg，僅相當于磷酸鐵鋰能量密度的下限，150-220Wh/kg；和能量密度更高的三元鋰電更沒法比，量產平均水平達到200Wh/kg。

循環壽命上，相關研究證明，鈉離子電池的循環壽命大約是鋰離子電池的65%左右，能量密度比鋰電池低20%。中科海納此前公布的數據顯示，鈉離子電池的平均循環壽命是1000-1500次三元鋰電是1500-3000次，磷酸鐵鋰則為3000-6000次。


這意味著，鈉電池在車用主流動力場景仍存在瓶頸，或許可以在兩輪電動車、低速電動車、儲能等領域替代磷酸鐵鋰或形成互補，但不可能挑戰三元鋰電在長續航等高端車領域的主導地位。

寧德時代的發布會，也并未明確鈉離子電池的使用前景，其強調的，也是作為鋰電池技術的補充，要堅持技術多元化路線。

發布會上，曾毓群再次強調了寧德時代的三個戰略方向：一是儲能領域：以可再生能源發電和儲能替代固定式化石能源。二是以動力電池助力電動車的發展，不斷地提高電池性能，加速交通領域的全面電動化；三是以電動化和智能化的集成創新不斷拓展應用場景，加快各領域的新能源替代過程。

總之，寧德時代的發布會“帶火”了鈉離子電池，甚至令人看到這一新技術“上車”的可能性，但研究機構和業內人士對此多持保留態度，認為以目前的技術水平來看，鈉離子電池但想要大規模上車，替代鋰電池，不太可能。動力電池領域的技術路線依然會是以鋰電為主。

執筆：耿慧麗