宁德时代黑科技，钠离子电池成功研发，锂电时代即将终结？

2021年7月29日，宁德时代召开了一场线上发布会，这场发布会的主题就是钠离子电池。它的出现，预示着两强争霸的动力电池市场又将迎来新的变化。

随着“碳中和”逐渐成为全球共识，人们对新能源的需求也愈发急切，目前最有希望接替化石能源的就是电能，所以研发储存电能的新型电池就成了迫在眉睫的事情。

现有的动力电池——锂离子电池经过30年的发展，在寿命，安全性及能量密度上的突破已经越来越慢，这就让人不免想要一种全新的电池来打破僵局，现在，它出现了！

宁德时代发布的钠离子电池和一般的三元锂电池以及磷酸铁锂电池不同，完全抛弃了传统材料锂，转而使用了钠。 在化学元素周期表上，锂与钠这两种元素十分接近，也就意味着两者的化学性质相似，因此两种电池的工作方式也极其相似，但是钠离子电池还有一个锂离子电池所不具备的优势，原材料储量巨大。

钠是一种在地球上广泛存在的物质，储量约占地壳的2.64%，钠在自然界中的主要存在形式是氯化钠，也就是我们常说的食盐，海水中盐的含量足有3.5%。别看这个数字小，可放到无穷无尽的海水里，氯化钠的含量就成了一个天文数字。

这还只是钠盐的其中一种，除了氯化钠以外，钠盐还有碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、硫代硫酸钠等化合物，我们根本不必为钠离子电池的原料担心。

和分布广泛的钠相比，锂在自然界中的存在就未免显得稀少了，它在地壳中的含量只有0.0065%，并且分布的区域也很不平均。美国地质调查局（USGS）2019年的资料显示，全球已查明的锂资源约有6200万吨，主要集中在阿根廷、玻利维亚、智利和澳大利亚等国。

中国的锂资源储量仅仅只有可怜的450万吨，连阿根廷的零头都不到，除此之外，我国还面临着锂矿品位低、生产规模小的问题。

我国锂资源储量少，大量依赖外国进口，在造成锂电池成本升高的同时也意味着随时会被外国卡脖子，一旦美国挥舞制裁大棒，澳大利亚和南美各国对中国的出口将会受到巨大影响，所以国家选择研发钠离子电池，同样也有资源安全方面的考量。

钠离子电池的另一个优势则是生产成本低。

现在的化学电池大多由三部分组成：正极、负极和电解液，和锂离子电池相比，钠离子电池的正极不需要用到昂贵的钴、镍等材料。同时由于它不和铝反应，因而铝箔就能取代铜箔，成为电池的负极。

而在电解液方面，钠离子出色的导电性能，也让电池无需更高浓度的电解液就能达到和锂电池同样的效果。

更便宜的正负极材料，浓度更低的电解液，也就意味着生产厂家将在材料上花更少的钱。而这种电池不仅仅是生产成本低，在运输成本上它也显著低于锂电池。

锂电池在运输中存在过度放电的风险，过度放电会导致电池的正负极损坏，使得整个锂电池报废，所以锂电池在运输过程中是有电的。同时由于锂是种活泼金属，因而锂电池在运输过程中燃烧或爆炸的事故时有发生。

而钠离子电池就没这个顾虑，它并不存在过度放电的特性，因而我们在运输之前可以先把钠离子电池放电到0V，防止在运输过程中发生事故。

除了成本优势，钠离子电池在性能上也有亮眼之处。

目前宁德时代研发的第一代钠离子电池在快充性能、低温性能 、系统集成效率以及安全性上比较突出。在常温下只需要15分钟电池电量就可以充到80%，而在-20℃的低温环境下，这款电池也依旧保持着90%以上的放电率。

这就意味着钠离子电池能够适应高寒地区和高功率的应用场景，同时它80%以上的系统集成效率也方便对其进行物理结构上的优化。

说起钠离子电池的安全性，可能大家都有点疑惑，毕竟钠同样是种相当活泼的金属，放到水中还能燃烧爆炸，那用钠制作的电池安全性是否也跟锂电池一样堪忧呢？

实际上钠离子电池的安全性大家完全不必担忧，因为易燃易爆的是单质钠，钠离子电池所使用的材料却是更加稳定的钠盐，在安全性上我们完全不用担忧，因为它和磷酸铁锂电池一样可靠。

钠离子电池在快充性能、低温性能和系统集成效率上远高于现有的磷酸铁锂电池，但是它在能量密度方面却要比磷酸铁锂更逊一筹。钠离子电池的电芯单体能量密度为160Wh/kg，而磷酸铁锂电池的电芯单体能量密度则是200Wh/kg，连现有的磷酸铁锂电池都比不上，就更别提能量密度在300Wh/kg的三元锂电池了。

此外，钠离子电池的循环寿命也是个问题。

它的电池充放次数最高只有1500次，而三元锂电池有3000次，磷酸铁锂电池则有6000次，可以说在循环寿命上，钠离子电池几乎是完败。

所以宁德时代这款电池一拿出来，其他友商就笑了，能量密度不行，循环寿命不行，快充大家谁都会做，单单是安全性和低温性能好，又有什么优势呢？

针对这些问题，宁德时代也拿出了自己的解决方案。

钠离子电池能量密度低，那就和锂离子电池混搭，通过电池管理系统的精准算法进行控制，平衡两者之间的优缺点，从而满足更多市场需求。钠离子电池循环寿命短也没关系，因为钠离子电池制造成本低。

假如能够将之产业化，钠离子电池的售价将会相对低廉，用坏了一个，再重新换一个就是了。可是这样一来，钠离子电池就离人们心目中的那种寿命长、安全性好、能量密度高的完美电池差了十万八千里，摇身一变成了锂离子电池的廉价替代品，这还有什么用呢？

这当然有用，第一代钠离子电池虽然目前还无法与锂离子电池相比，但它可以向下兼容，将目标瞄准铅酸蓄电池。铅酸蓄电池这个名字听起来高大上，实际上换一个名词我们就能理解了，它就是电瓶车上的电瓶。

目前电瓶车的电瓶有两种，一种是我们熟知的锂离子电池，另一种就是铅酸蓄电池了。和锂离子电池比起来，铅酸蓄电池有许多优点，比如便宜、安全、不会随随便便起火爆炸，而且用完之后还能回收，但它也有个致命缺点，那就是它存在污染。

制造这种电池需要用重金属铅，但铅却是当今社会三大重金属污染物之一，严重危害着人体健康，在开采、生产中会产生污染，如果回收不当，也会引发严重后果。

尽管现在的制造工艺不断突破，造成严重污染的几率也越来越小，但几率小，不代表危险不存在，所以铅酸蓄电池的未来注定是一片黯淡。这时候同样物美价廉的钠离子电池就可以趁势填补铅酸蓄电池的空白，随着电瓶车走入千家万户。

当然了，钠离子电池的极限还远不止于此，毕竟它还只是“第一代”电池。

谁又能想到，在1991年索尼公司推出第一款商用锂电池的时候，它的能量密度连100Wh/kg都达不到呢？

三十年过去了，锂电池的能量密度翻了3倍，成本则下降了80%，循环寿命也大大提升。比起当初的锂离子电池，钠离子电池显然有个好得多的开局，一开始就有160Wh/k的能量密度，并且在这场线上发布会中，宁德时代还公布了制造第二代钠离子电池的计划。

在宁德时代的计划中，第二代钠离子电池的能量密度将突破200Wh/kg的大关，站到和磷酸铁锂电池一样的平台上。同时宁德时代还在加紧进行产业布局，预计到2023年钠离子电池的产业链将会基本形成，钠离子电池究竟能不能在竞争激烈的动力电池市场杀出一条血路，就让我们拭目以待！