鋰電網訊：7月29日，寧德時代新能源科技股份有限公司成功舉行了首場線上發布會，董事長曾毓群博士發布了寧德時代的第一代鈉離子電池，同時，創新的鋰鈉混搭電池包也在發布會上首次亮相。
作為寧德時代創新技術產業化的又一里程碑式成果，鈉離子電池將為能源清潔化和交通電動化提供全新解決方案，推動“碳中和”目標早日實現。
突破鈉離子電池技術瓶頸
隨著“碳中和”成為全球共識，新能源產業已進入到多層次、多類型、多元化發展階段，愈發細分的市場對電池提出了差異化的需求；同時，世界范圍內對于電池基礎材料的研發速度正在加快，這為鈉離子電池的產業化打開了雙向窗口。
鈉離子電池有著與鋰離子電池相似的工作原理，主要通過鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移。
然而，相較鋰離子，鈉離子體積較大，在材料結構穩定性和動力學性能方面要求更嚴苛，這也成為鈉離子電池遲遲難以商用的瓶頸。
寧德時代多年來深耕鈉離子化學體系材料的研發：在正極材料方面，寧德時代采用了克容量較高的普魯士白材料，創新性地對材料體相結構進行電荷重排，解決了普魯士白在循環過程中容量快速衰減這一核心難題。
在負極材料方面，寧德時代開發了具有獨特孔隙結構的硬碳材料，其具有克容量高、易脫嵌、優循環的特性。
基于材料體系的一系列突破，寧德時代研發的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優異的熱穩定性、良好的低溫性能與高集成效率等優勢。
其電芯單體能量密度高達160Wh/kg；常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上；在-20°C低溫環境中，也擁有90%以上的放電保持率；系統集成效率可達80%以上；熱穩定性遠超國家強標的安全要求。
第一代鈉離子電池既可應用于各種交通電動化場景，尤其在高寒地區具有突出優勢，又可靈活適配儲能領域全場景的應用需求。
四大創新支撐三大方向
打造世界一流的創新科技公司，為人類新能源事業做出卓越貢獻，是寧德時代的愿景。為此，寧德時代在三大戰略發展方向上不懈努力：一是，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發展，替代移動式化石能源；三是以電動化+智能化的集成應用創新，加快各領域的新能源替代進程。
作為三大發展方向的支撐，寧德時代形成了材料與化學體系、系統結構、極限制造、商業模式四大創新體系，形成從前沿基礎研究，到產業化應用，再到大規模商業化的快速轉化能力。
材料與化學體系的基礎研究是關鍵。寧德時代董事長曾毓群表示，有人認為電池的化學體系已很難創新，只能在物理結構上做些改進。“但我們認為，電化學的世界，就像能量魔方，未知遠遠大于已知，我們樂此不疲地探索著其中的奧秘。”
曾毓群介紹，寧德時代構建了高通量材料集成計算平臺，在原子級別對材料進行模擬計算和設計仿真，憑借對原理的深刻理解，借助先進的算法和強大的算力，尋找各種材料基因的結合點，開發出更適合鈉離子電池的各類材料，推動其進入產業化的快速通道，并不斷迭代。下一代鈉離子電池能量密度研發目標是200Wh/kg以上。
在系統創新方面，寧德時代在電池系統集成方面另辟蹊徑，開發了AB電池系統解決方案，即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進行混搭，集成到同一個電池系統里，通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統解決方案既彌補了鈉離子電池在現階段的能量密度短板，也發揮出了它高功率、低溫性能好的優勢。以此系統結構創新為基礎，可為鋰鈉電池系統拓展更多應用場景。
多維布局推動鈉離子電池產業化
在發布會上，寧德時代研究院副院長黃起森博士介紹，在制造工藝方面，鈉離子電池可以實現與鋰離子電池生產設備、工藝的完美兼容，產線可進行快速切換，完成產能快速布局。目前，寧德時代已啟動相應的產業化布局，2023年將形成基本產業鏈。
寧德時代表示，歡迎相關研究機構、上游材料供應商和下游電池應用端一起參與，共同加速鈉離子電池產業鏈的完善和發展。
曾毓群認為，“碳中和”催生了萬億瓦時級的電池需求，推動了新能源產業蓬勃發展，新的應用場景不斷產生，給了不同技術施展的舞臺。多元化的技術路線，也將助力產業長期穩定發展。
由于鈉儲量豐富，可得性好，鈉離子電池的綜合成本低于鋰離子電池且接近鉛酸電池，沉寂已久的鈉離子電池風云再起，近期成為資本市場關注的對象。東方財富CHOICE數據終端顯示，鈉離子電池板塊(代碼：BK0988)景氣度向好，相關上市公司獲得資金青睞，年內股價已遠遠跑贏大盤指數。《證券日報》記者梳理發現，不僅上市公司積極掘金鈉離子電池領域，研究機構也在抓緊研究性能更強、安全性更高、制備成本更低的鈉離子電池方案，為鈉離子電池產業提供更堅實的理論基礎。有券商分析師積極展望并表示，鈉離子電池有望對鋰離子電池、鉛酸電池等成熟儲能技術形成補充。
鈉離子電池產業獲得多路資金青睞
東方財富CHOICE數據終端顯示，鈉離子電池板塊表現強勁，僅三個月不到的時間，從最低點989.07點上漲至最高點1562.12點，最大漲幅為57.93%。雖然7月27日受累大盤下跌等因素影響，鈉離子電池板塊亦有回調，但是自今年以來，板塊內的華陽股份累計上漲83.40%，容百科技累計上漲127.01%，格林美累計上漲64.04%，遠遠好于上證指數同期表現。相關上市公司在互動平臺中回復投資者時均表示，已在鈉離子電池領域取得一定進展：華陽股份旗下山西新陽鈉離子電池正負極材料項目已經處于前期籌備階段；容百科技已在鈉離子電池正負極材料方面開展研究；格林美已經完成鈉離子電池材料研發工作，樣品送至下游客戶進行測試；博眾精工擁有專利鈉離子電池頂橋焊接機構；鵬輝能源已經生產出鈉離子電池樣品，6月份進行中試，預計年底批量生產；*ST猛獅與客戶合作完成交付小批量18650圓柱鈉離子電芯。
6月28日，全球首套1MWh鈉離子電池儲能系統在山西投入運行。此次投運的1MWh全球首臺套鈉離子儲能系統由山西華陽集團聯合中科海鈉公司共同打造。山西華陽集團董事長翟紅表示：“1MWh全球首臺套鈉離子儲能系統成功投運，標志著山西華陽集團布局、引入、共建新能源儲能上下游全產業鏈邁出堅實步伐。”
在鈉離子電池領域擁有多項專利技術的中科海鈉宣布，將建設年產能2000噸的鈉離子電池正、負極材料生產線。中科海鈉創始人兼董事長胡勇勝表示：“我國鈉離子電池產業不論是在材料體系和電池綜合性能等技術研發方面，還是在產業化推進速度、示范應用、專利布局以及標準制定等方面均處于國際前列，已具備了先發優勢。”
梧桐樹資本、國科嘉和、中科創星等機構聞訊后加碼投資中科海鈉。梧桐樹資本創始合伙人兼總裁劉乾坤表示：“碳達峰、碳中和是未來50年最為確定的投資機會之一，其中鈉離子電池作為極其稀缺的新一代電池技術，尤其在儲能領域具有廣泛的應用價值和市場。”
“再度發現”價值仍需多方努力
鈉離子電池產業化研究工作可追溯到上世紀70年代，與鋰離子電池研究基本同步啟動。由于日本索尼公司率先提出鋰離子電池商業化解決方案，鋰離子電池獲得多方支持，現已成為新能源電池主流方案，鈉離子電池則一度陷入沉寂。
《證券日報》記者梳理文獻時發現，自2013年以來，鈉離子電池重新獲得學術界關注，國內學術界相關論文數量呈現爆發趨勢。2012年，國內發表相關論文43篇，2020年，國內發表論文2197篇，在8年時間內，年度論文發表數量增長超過50倍，合計國內相關論文數量已達到9940篇。論文研究內容覆蓋了電池材料、電池結構、電池性能、檢測方法、制備方法等關鍵領域，為我國鈉離子電池產業化發展提供了大量理論依據和改進思路。
為何鈉離子電池被上市公司和學術界“再度發現”？湖南大學電氣與信息工程學院副院長、博士生導師黎福海教授解釋其中緣由：“各國大力發展新能源產業和新能源汽車，推動電池級碳酸鋰價格持續漲價。全球豐度高、可開采的鋰礦資源集中在少數國家，表觀儲量十分有限，已經面臨供不應求的局面，將對新能源產業和新能源汽車發展造成掣肘，客觀上要求研究機構拿出可行的替代方案。鈉離子電池所需金屬鈉的儲量豐富，是金屬鋰的1000倍以上，而且可以用海水制備金屬鈉，是儲量豐富、可得性好的新能源電池材料。因此，鈉離子電池再度獲得研究機構和上市公司的青睞。”
《證券日報》記者查閱生意寶等行情網站發現，電池級碳酸鋰價格正在經歷一輪大幅上漲行情，自年初最低點的3萬元每噸已經上漲至最高10萬元每噸，最大漲幅為233.33%，目前穩定運行在8.7萬元每噸至8.9萬元每噸的價格區間。光大證券有色行業分析師王招華預計：“未來兩年全球碳酸鋰供需仍處于緊平衡狀態，2025年全球碳酸鋰需求缺口將超過16萬噸，約有13%的需求難以得到滿足。”
黎福海補充：“鈉離子電池研究工作沉寂時間較長，要在短期內趕上并替代鋰離子電池是不現實的。鈉離子電池研發、設計和生產屬于多學科交叉領域，需要無機化學、電化學、電氣工程、材料工程等多領域研究機構協同助力，才能取得比肩鋰離子電池的突破性進展。當前，我國鈉離子電池產業鏈還不完善，在商業方案、高性能材料、工藝路線、工業裝備、檢測設備等環節尚需科研機構、龍頭企業和上市公司倍加努力，在電池優化、性能提升、壽命延長、安全可靠等方面下大力氣。值得一提的是，我國已在鋰離子電池領域取得多個共性技術，可以用較低成本、在較短時間內平移至鈉離子電池產業，幫助其快速成長。”
7月26日，中信證券、信達澳銀基金發布研究報告，均認為鈉離子電池兼具資源和成本優勢，有望加速導入新能源產業。中信證券新能源汽車首席分析師宋韶靈持有謹慎樂觀態度：“近幾年來，產業資本開始積極布局鈉離子電池，雖然行業仍處于導入階段，但是鈉離子電池在資源豐富度、成本方面優勢明顯。隨著技術走向成熟、產業鏈逐步完善，鈉離子電池有望在儲能等領域實現商業化應用，對鋰離子電池、鉛酸電池等成熟的儲能技術形成一定的補充。”他還表示：“對比鋰離子電池，鈉離子電池具有能量密度低、體積相對大、循環壽命短、產業鏈不完善等缺點。投資者需要密切關注鈉離子電池產業化進展、鋰離子電池成本變動方向和地方儲能政策落地節奏。”(來源：證券日報網，寧德時代)
