新能源行业大震荡？宁德时代发布钠离子电池！新时代就要来了？

Mary

今天，社长想和大家聊一聊宁德时代。

作为股价刚刚破万亿的新能源龙头，电池一哥宁德时代已经不局限于锂离子电池了，而是要向全新的钠离子电池领域进军！

而且，曾毓群董事长还亲自露脸宣讲了一番，这就更让人有些浮想联翩了。

难道电池的能量密度还能继续突破吗？2000 公里的电池什么时候来？钠离子电池出来了，说明电池技术又一次革命了？

反应最迅速的，还是资本市场：哎这一下，股价啪就涨起来了，很快啊！

而且更有意思的是，这场昨天下午的线上发布会，一共只有 10 分钟。在汽车圈里，这几乎可以说是最短的发布会了。

不过这也应了那句话，字越少事越大。钠离子电池，还真有可能成为未来新能源市场的一颗重磅炸弹。

那么，钠离子电池到底是什么来头？它又会给新能源行业和我们的生活，带来什么样的影响？

01. 钠离子电池是什么？

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深究起来，对钠离子电池的研究能追溯到 19 世纪。

但为什么过了一百多年，我们现在用的是锂离子电池，而不是钠离子电池、铁离子电池呢？这就要说到这几个元素的化学性质了。

本部分原理介绍较长，但我尽量用最通俗易懂的方式来跟大家讲明白。

我们知道，由于锂是电极电势最负的金属，活泼的它很容易释放出电子。而且锂的相对原子质量只有 3，这也让锂电池拥有了重量轻、能量密度高的特点。因此锂电池最终击败了一大票竞争对手，成了电池界的 " 香饽饽 "。

锂离子电池的工作原理，也正是通过锂离子在两侧的正负极之间 " 跑来跑去 "，来实现电荷移动的。其中正极是锂的化合物，负极一般采用碳材料。

但我们随便翻一翻元素周期表就会发现，钠和锂属于同一主族元素。他们的元素性质接近，外层也都是 1 个电子，性格都很活泼，都适合当电荷的 " 搬运工 "。

但相比之下，钠比锂的体积差不多要大 1 倍，钠的重量差不多也是锂的 3 倍，可以说是个小胖子了。这也就导致了钠离子电池从娘胎里出来，就带着不少的缺陷。

打个不太恰当的比喻，如果我们把正负极材料比作门缝，就会发现小巧的锂离子很容易就能钻来钻去，但钠离子这个小胖子就会 " 卡门 "，强行穿过的话就会把门缝撑大。

久而久之，门框变形破裂，钠离子再也进不去了，电池的电量就会迅速衰减。

所以想要让钠离子像锂离子一样在正负极之间穿梭、还能有比较长的循环寿命的话，就必须用上更坚固的正负极材料，而且门缝还得做大一些。

另外由于钠离子又大又重，又多了一个缺陷：

不管是体积还是重量，钠离子电池的能量密度都不如锂离子电池。

目前，锂离子电池的能量密度最高能做到 500Wh/kg 左右，但钠离子电池的能量密度似乎只能做到锂离子电池的一半。体积密度的差距似乎更大，注定没办法搭载在高端新能源车上。

另外，钠的电极电势是 -2.71V，不如锂的金属活动性高。最近 20 年，科学家们都是在正负极的材料领域开展科学研究，努力让钠这个小胖子能够灵活地跑起来，还不能让它搞破坏。

宁德时代也是这么做的，但却用上了看起来很高大上的研究方法：" 高通量材料计算平台和模拟仿真技术 "。

虽然有点听不懂，但社长简单猜测一下，大概就是和阿尔法狗一样用穷举法列出所有钠的化合物，然后再通过原子级别的模拟计算和设计仿真找到可行的材料。

最后，再用现实中的实验进行反复验证，得出是否可行的结论。

宁德时代在发布会上也是这么说的。他们对材料的体相结构进行了电荷重排，对材料表面进行了重新设计，负极也用上了特殊的硬碳。

总之就是把门框加固了，再也不怕电池衰减啦！

只有在不会迅速衰减的前提条件下，钠离子电池才有了产业化的条件。

从数据上看，宁德时代公布的第一代钠离子电池循环寿命能够达到 3000 次，甚至比不少锂离子电池还要长。而电芯单体的能量密度，则是做到了 160Wh/kg。

按照宁德时代公布的系统集成效率超过 80% 来算，成组后的电池包能量密度将会超过 128Wh/kg，几乎追平了低端的磷酸铁锂电池。

而且新的钠离子电池还具备快充能力，在常温下充电 15 分钟，电量就可以达到 80%。（虽然宁德时代并没说明到底是从 0% 开始充还是从 30% 开始充。）

但钠离子电池还有一个最突出的优势，就是在零下 20°C 的低温环境下仍然有 90% 以上的放电保持率，比锂离子电池的不到 70% 强了太多。

毕竟目前的电池一到冬天，一是它本身的放电容量就会少一些，二是给电池包加热也会消耗掉大量的电量。

但钠离子电池就不会出现这种现象，冬天的续航会更扎实。

大家可以简单理解为：宁德时代的钠离子电池，就是低温衰减少、充电更快的磷酸铁锂电池。

但要是只有这点优势的话，宁德时代至于大费周章地深入研究吗？锂离子电池还有大把订单没做完呢，好好赚钱它不香吗？

02. 钠离子电池究竟好在哪？

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其实，宁德时代并不是第一个推出钠离子电池的。

2019 年，江苏常州就已经启用了世界上第一个钠离子电池储能电站。

这个储能电站由中科院物理研究所研究员胡勇胜带队研发、中科海钠进行生产，采用了 30kW/100kWh 的钠离子电池进行储能，成功给中科院物理研究所的长三角物理研究中心供上了电。

这家拥有多项钠离子电池核心专利与技术的电池企业，还在 2018 年推出了中国首辆钠离子电池低速电动车，可以说是国内第一个 " 吃螃蟹的人 "。

为什么选择钠离子电池作为储能电站呢？一是能够对外秀一下中科院的 " 硬实力 "，二是因为钠离子电池实在是太安全了。

由于钠离子电池的内阻比锂离子电池更高，所以它就算在意外的情况下短路了，瞬间发热量也会比锂离子电池更少，升温不会那么快，也就不容易自燃。

从测试的角度来讲，它在针刺、挤压、过充、过放等多种安全测试项目中都能做到不起火、不爆炸，可以说是最安全的电池了。

另外从中科海钠的名字中我们也能略知一二，钠离子电池的原材料几乎可以说是唾手可得。" 海 " 水中含有的大量氯化 " 钠 "，只要通过电解排出氯气，就能获得钠了！

这海水里的氯化钠，四舍五入就是无穷多嘛。

反观隔壁的锂离子电池，尽管我们是全球第三大锂资源国，但由于锂离子电池的巨量需求占比全球 50%，目前严重依赖进口，某种程度上甚至比石油还紧缺。

所以我们的企业也在不顾一切地在全球进行布局，尽可能地抢占更多的锂矿资源。

为了石油，他们可以杀很多人！为了锂，也是！

https://mp.weixin.qq.com/s/ai2lhcJN6GymJZUaXbScHg

2019 年，我们利用自身的锂资源加工的基础锂盐仅为 6.5 万吨，其余锂精矿都要依赖进口。我们一共买了 172 万吨锂辉石精矿，且进口矿石主要都来自澳大利亚。

但澳大利亚和我们是什么关系，大家是知道的。

没打仗的时候，我们靠人民币买买买还勉强控制得住这些锂矿。

一旦打起来，我们又没有走遍全世界的航母和洲际导弹，矿老板们可是说翻脸就翻脸，到那时说什么都不好使。

唯一的结果，就是电池利润的大头被国外的矿老板赚了去，我们还是苦哈哈的世界工厂。用最多的排放，赚着最微薄的辛苦钱。

所以，钠离子电池下面这项特性，就显得十分重要了。

它的成本，要比锂离子电池低很多！

数据显示，钠离子电池的材料成本构成中，正极材料及电解液占比最大均达 26%，隔膜占比 18%，负极材料占比 16%，集流体占比达 4%。

金属钠只要电解氯化钠就能得到，所以成本的绝大部分都是电。按照一吨钠耗电 13000 度、工业用电一度 1 块钱来算，只要 2 万块钱左右，可以说并不算贵。

但一吨锂的成本却要 60 万！两者整整相差 30 倍！

这个差距，大概是麦当劳和钓鱼台国宾馆的区别 ……

按照兴业证券的预测，2025 年锂盐需求或达到 138 万吨 LCE，年均复合增速或接近 29%。

在未来畸形的供需关系下，锂价只会越来越贵，吨价突破百万也不是没有可能。

而且三元锂电池的正极材料中，钴要接近 40 万一吨，镍也要 14 万。铝和锰稍便宜一些，2 万左右。

目前，三元锂电池的度电成本还是在 1000 块钱上下，并没有随着技术发展明显降低。

磷酸铁锂电池稍好一些，差不多 600 块钱左右。

根据中科海钠和光大证券研究所测算的数据，钠离子电池的正极材料成本仅为磷酸铁锂电池正极材料成本的 40%，负极的集流体也能用铝箔代替铜箔。

单是这两点，就能让电池的价格降低 20% 以上。

虽然宁德时代在这场发布会上并没有说明到底用了什么正负极材料，但粗略估算一下就能发现，一块 60kWh 的电池包只要 2 万多块钱，比三元锂电池能便宜一半还多！

到了这时，钠离子电池的地位，似乎开始变得有些微妙了。

03. 钠离子电池的未来

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在前几天碳中和的文章里，社长也写到了关于降低二氧化碳排放，是全球已经达成的共识。

想要降低二氧化碳排放，我们需要尽量少地使用化石能源。汽油车和柴油车的油耗必须压低，新能源也必须迅速发展起来。

而且必须用大规模的可再生能源、也就是风能和光能，来替换掉不环保的火力发电。

幸运的是，借助于国家和产业的前瞻性，全球十大风能公司我们独占六家，而十大光能公司几乎全是我们的！

在化石能源时代被发动机和变速箱卡脖子的我们，可以用可再生能源技术去卡别人了。

但随之而来的，也有新问题出现。

我们知道，火力发电可以通过估算用电量来调整发电量，尽量避免多发电用不完造成的浪费。

但光伏在晚上是没法发电的，晚上又恰巧是用电高峰！

靠风力发电来补充也不太靠谱，万一当天刮的风小，就真要停电了。

想把供给端和需求端匹配上，就要靠储能装置来进行调控。它就像一个水库，上游的水先到水库存着。下游用水多了水库放水，下游用水少了水库存水，完美。

这时候，钠离子电池就可以作为储能设施出马了。它在电池里的造价是最低的，对于需要大批量铺设的储能电站来说，能节约非常多的成本。

咱们之前也提到了它不容易自燃，做储能设施会更加安全。

而且风能和光能丰富的地区，都在东北、西北和华北北部，三北地区在冬天气温都很低。

钠离子电池零下 20 ℃还能有 90% 放电保持率的特性，即使是在冬天也无需耗费能量去升温，循环寿命也强于现阶段的锂离子电池。

总的来说，最适合做储能的就是钠离子电池了。

其次，就是应用于廉价新能源车。

" 国民神车 " 五菱宏光 MINI EV，它的 120km 续航版车型电池能量密度是 100Wh/kg。而 170km 续航版车型能量密度则是 110Wh/kg，钠离子电池完全能够满足。

钠离子电池的体积大一点，其实也不是问题。它可以和车身做成一体式结构，用电池壳体来加强车身强度，还能提升安全性。

最主要的，是它能让一台卖 3 万块钱的小车再便宜 2 千块 ……这对于那些手头不富裕的车主来说，分分钟又省下了一部手机。

再次，还记得前几天两轮电动车爆燃的新闻吗？

我们先不讨论车主是否私自购买了不合格的锂电池、也不讨论电池厂商是不是小作坊。为什么有人希望能把自家两轮车的铅酸电瓶换成锂电池？因为轻啊！

一块原厂 8 公斤的锂电池抱上楼去充电，重量勉强能接受。但是如果是原厂的铅酸电瓶，重量要接近 20 公斤。如果是身材稍微弱小一些的女士，拆卸和上楼都是个大问题。

轻便，其实是人民的需求。

但轻便、安全和廉价，三者只能同时存在两者。绝大多数人抱着侥幸心理，最先放弃的是却是最不该放弃的安全。这也是两轮电动车自燃频发最大的原因。

但有了钠离子电池，这三者之间，似乎就能取到一个完美的平衡了——

它虽然比锂电池重，但比铅酸电池轻。它和铅酸电池一样安全，又有着作坊式锂电池的低价格。

这对许多骑电瓶车上下班的人来说，可是太香了。

最后，社长大胆预言一下，钠离子电池最好的归宿，是商用车。

许多人知道比亚迪出口过电动大巴，却不知道比亚迪还出口过负载超过 30 吨、续航 150 公里的电动重卡。

宁德时代也曾和福田携手推出过换电重卡，电池包电量 281.91kWh，续航 200 公里。

大运、东风、华菱、解放等重卡厂家，也都推出过类似的电动重卡。

然而这些商用车，都不约而同地选择了磷酸铁锂电池，而非三元锂电池。

究其原因，还是动辄 300 多度电的电池包用上三元锂电池，是真的天价。而且在高功率和快充的使用工况下，三元锂电池的衰减速度会非常快，安全性也难以保障。

那作为低温衰减少、快充更快、价格还能更低的新款 " 磷酸铁锂电池 "，钠离子电池很大概率会受到商用车企们的青睐，而且还附送高功率输出的特性，刚好匹配商用车的功率需求。

或者换一种思路，也可以说它是能量密度加强版的钛酸锂电池。

04. 宁德时代的杀手锏

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说得那么好，那到底什么时候能大规模量产？

宁德时代的原话是，目前已经开始进行钠离子电池的产业化布局，计划于 2023 年形成基本产业链。

翻译一下就是，等我们先把上游的材料供应商和下游的电池应用端对接好，能赚钱了就马上搞。

所以真正大规模量产的时间，肯定要在 2023 年之后了。

一个十分钟的发布会，就这？宁德又放烟雾弹骗股民投钱了吧？

还真不是。

宁德时代在这次发布会上，拿出了一则重磅消息：

在电池系统集成方面，他们开发出了了 AB 电池解决方案。

说人话就是，能让钠离子电池和锂离子电池集成起来，混合共用！

既然这两种电池的原理相同、结构也差不多，那么将它们会按照一定的比例和排列进行混搭，或串联或并联，就能做成一种特殊的新型电池包了。

只要通过 BMS 的算法来控制集成电池的电量均衡，不就能让两种电池互相取长补短了吗！

举个例子，钠离子电池的能量密度低没关系，我们和锂离子电池平均一下。社长和马斯克平均一下手里的钱，社长也能混它不知道多少个亿，大家都能有钱花。

而冬天天气太冷，三元锂电池发挥不出来效果，先去旁边热身，钠离子电池顶上。

等到电池包热起来了，三元锂电池再发力，把多出来的 SOC 消耗掉，钠离子电池去旁边喝茶看报。

需要高功率输出的时候也是同样的道理，钠离子电池优先放电，避免三元锂电池过放导致电池衰减，随后三元锂电池再跟上发力。

据说这个混用电池中，最难的突破点就是 BMS，因为很难精确计算每一颗电芯的剩余电量。放电时两者怎么协同工作，也是一个世纪难题。

从发布会的效果来看，宁德时代已经攻克了技术上的难关。

而且宁德时代还在最后放出豪言：下一代钠离子电池的能量密度将突破 200Wh/kg。这个数字已经接近磷酸铁锂电池的上限，三元锂电池的下限了。

再结合这个史上最短的发布会 …… 果然是社会我宁德，人狠话不多。

05. 写在最后

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最让社长感动的，还是发布会上曾毓群董事长的一番肺腑之言。

" 我们认为，电化学的世界就像能量魔方，未知远远大于已知。我们乐此不疲地探索其中的奥秘。"

" 创新是宁德时代的基因，也是宁德时代加速发展的动力。"

" 碳中和时代的到来，意味着人类社会生产力深刻的变革，将给各行各业带来深层次的影响。能源，是人类社会发展的物质基础。所以能源的历史，也是人类社会发展的历史。"

" 为人类新能源事业做出卓越贡献，是我们宁德时代的使命。"