一、鈉離子電池
　　首先要回答一個(gè)問(wèn)題，什么是鈉離子電池？是指依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作，與鋰離子電池工作原理相似。上個(gè)世紀(jì)七十年代末期起，鈉離子電池幾乎與鋰離子電池同時(shí)開(kāi)展研究。從最終的成熟度和應(yīng)用范圍來(lái)看，鋰離子電池占據(jù)了很好的地位，當(dāng)下，鈉離子電池主要的潛在應(yīng)用領(lǐng)域是在儲(chǔ)能方面。
　　圖1 鋰電池和鈉電池的對(duì)比（出自From Li-Ion Batteries toward Na-Ion Chemistries: Challenges and Opportunities）
　　對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈還沒(méi)完全成熟的鈉離子電池，它的優(yōu)缺點(diǎn)都較為明顯。首先，體積能量密度及質(zhì)量能量密度都比較有限；但和鉛酸電池相比，其成本優(yōu)勢(shì)明顯，能量密度、循環(huán)壽命、高低溫性能以及倍率性能均較好，所以它早期的定位還是比較確定的。
　　二、這次寧德時(shí)代發(fā)布了什么？
　　我整理的發(fā)布會(huì)要點(diǎn)如下：
　?。?）鈉離子正極材料方面，目前具有潛在商業(yè)化價(jià)值的，有普魯士白和層狀氧化物兩類材料?？巳萘恳呀?jīng)達(dá)到了160mAh/g，與現(xiàn)有的鋰離子電池正極材料相當(dāng)。寧德時(shí)代的工作，主要是對(duì)材料的體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排，對(duì)材料表面進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，解決了材料在循環(huán)過(guò)程中容量快速衰減這一世界性的難題，使創(chuàng)新的材料具備了產(chǎn)業(yè)化條件。在負(fù)極材料方面，開(kāi)發(fā)了能夠讓大量的鈉離子存儲(chǔ)和快速通行的獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料。在電解液方面，開(kāi)發(fā)了適配這樣的正極負(fù)極材料的新型獨(dú)特電解液體系。在制造工藝方面，可以與目前的鋰離子電池制造工藝和設(shè)備相兼容。
　　備注說(shuō)明：也就是在現(xiàn)有鋰電池的封裝、產(chǎn)線上能做到最大可能的復(fù)用。
　?。?）從產(chǎn)品來(lái)看，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)的第一代鈉離子電池的性能指標(biāo)如下：
　　電芯單體能量密度已經(jīng)達(dá)到了160Wh/kg；
　　常溫下充電15分鐘 電量就可以達(dá)到80%，具備了快充能力；
　　在零下20°C低溫的環(huán)境下有90%以上的放電保持率；
　　在系統(tǒng)集成效率方面，也可以達(dá)到80%以上；
　　優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，已經(jīng)超越了國(guó)家動(dòng)力電池強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
　　圖2 寧德時(shí)代發(fā)布的內(nèi)容
　　上圖是在直播中給出的信息，從我個(gè)人的感受來(lái)看，可能寧德時(shí)代是準(zhǔn)備走兩種產(chǎn)品的應(yīng)用路線，一是大型圓柱鈉電池，這是基于原有的大圓柱鐵鋰的路線來(lái)走的。
　　圖3 大圓柱鈉電池和方殼鈉電池
　　另外一種就是嘗試在現(xiàn)有的方殼電池下做產(chǎn)品，在這里特意提到了在電池系統(tǒng)集成方面的創(chuàng)新。
　　我們之前看到寧德時(shí)代提出的磷酸鐵鋰電芯+三元電池AB電池解決方案，在這次的發(fā)布會(huì)上，我們看到了鈉離子電池與鋰離子電池的集成混合共用的方案。這個(gè)原理，其實(shí)和LFP+NCM混用是相似的——將鈉離子電池與鋰離子電池同時(shí)集成到同一個(gè)電池系統(tǒng)里，將兩種電池按一定的比例和排列進(jìn)行混搭，串聯(lián)、并聯(lián)集成，通過(guò)BMS的精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。
　　圖4 鈉電池和鋰電池混用
　　我覺(jué)得這個(gè)鈉電池本身還是一種期貨產(chǎn)品，特別是寧德時(shí)代稱，2021年開(kāi)啟鈉電池的商業(yè)化，目標(biāo)是于2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。這一次發(fā)布會(huì)，也是希望相關(guān)的研究機(jī)構(gòu)、上游的材料供應(yīng)商和下游的電池應(yīng)用端一起參與，共同加速鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的完善和發(fā)展。說(shuō)到這個(gè)問(wèn)題，我們就需要來(lái)探討下一個(gè)話題：
　　三、中國(guó)乃至全球化的電化學(xué)儲(chǔ)能資源約束
　?。?）鋰資源儲(chǔ)量
　　鋰是元素周期表中最輕的金屬，是天然的充放電介質(zhì)，是最適合做電池的元素。然而對(duì)電池企業(yè)來(lái)說(shuō)，鋰資源的儲(chǔ)量、價(jià)格不可控亦是其較為擔(dān)憂的問(wèn)題。也就是說(shuō)，當(dāng)前全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進(jìn)入正向自循環(huán)，鋰作為自然界中電極電位最負(fù)的金屬元素， 是天生的電池金屬，我們認(rèn)為其將在高比能動(dòng)力電池、大部分儲(chǔ)能應(yīng)用中具備長(zhǎng)期的需求剛性。正因如此，鋰業(yè)被視作未來(lái)的白色石油，其戰(zhàn)略價(jià)值已成為全球共識(shí)。所以如果沒(méi)有創(chuàng)新的話，鋰在全球就是各個(gè)國(guó)家需要準(zhǔn)備的戰(zhàn)略資源。
　　圖5 全球鋰資源的來(lái)源
　?。?）鈉的資源豐度
　　從元素周期表的角度最有可能對(duì)其形成替代的就是位于鋰元素正下方的鈉。鋰的地表含量只有0.0065%，鈉的含量為 2.75%，是鋰的400多倍。
　　四、對(duì)納電池的展望
　　最后我們來(lái)談下，鈉電池的使用展望。我個(gè)人覺(jué)得這次發(fā)布會(huì)略有點(diǎn)倉(cāng)促，好多信息都是沒(méi)有展開(kāi)的。從使用場(chǎng)景來(lái)看，鈉電池就是定位低成本，定位于全面取代鉛酸電池的。
　　中國(guó)是全球最大的鉛酸電池生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和出口大國(guó)。2020年鉛酸電池產(chǎn)量為22740萬(wàn)千伏安時(shí)，大約為227Gwh，而中國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)64Gwh，相比而言鉛酸電池的鈉離子電池的空間很大。目前，鉛酸電池的使用空間是很大的，短期內(nèi)在以下領(lǐng)域是可以使用的：
　?。?）鉛酸電池往鋰電池迭代，但是可以使用鈉電池的場(chǎng)合：最為典型的是依電動(dòng)自行車。
　　2020年中國(guó)電動(dòng)自行車車新增銷量3800萬(wàn)輛，如果按照1kwh來(lái)算，對(duì)應(yīng)近38Gwh，目前能明顯看到，隨著鋰電池的被替換上，導(dǎo)致這塊的安全問(wèn)題很多。鈉電池有能量密度相對(duì)較低、安全性比較高的特點(diǎn)，可以在這個(gè)領(lǐng)域起到非常大的作用。
　?。?）儲(chǔ)能領(lǐng)域：目前UPS電池大部分還是以鉛酸為主，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局前端時(shí)間正式發(fā)布關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)。明確提出量化的儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo)，即到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬(wàn)千瓦以上。到2030年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展，新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)?；緷M足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。在這個(gè)指導(dǎo)文件里面，是把儲(chǔ)能技術(shù)多元化并行再走的，鋰離子電池等相對(duì)成熟新型儲(chǔ)能技術(shù)成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)壓縮空氣、液流電池等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展初期，加快飛輪儲(chǔ)能、鈉離子電池等技術(shù)開(kāi)展規(guī)?；囼?yàn)示范。因此隨著鈉離子電池的應(yīng)用，這個(gè)是很有可能趕在2030年派大用處的。
　?。?）在汽車領(lǐng)域里面和鋰電池協(xié)同使用：寧德時(shí)代提出的混用方案，在三元和鐵鋰兩種不同性質(zhì)的鋰電池之間還需要工程和實(shí)踐的檢驗(yàn)。如果在將來(lái)，可能是可以通過(guò)精細(xì)的管理來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的使用，但是這條路是否能像預(yù)想的那樣，我們無(wú)從判斷。我個(gè)人覺(jué)得把鈉電池做成10kwh，放在A00 BEV純電車上，這部分有很大的應(yīng)用空間的。
　　真正實(shí)現(xiàn)車用，可能需要這個(gè)200wh/kg的鈉電池出來(lái)以后，才能在A級(jí)車上大量使用。當(dāng)然這種情況，還需要很長(zhǎng)一段路走。