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寧德時(shí)代開啟鈉時(shí)代,新能源將一往無(wú)前!

來(lái)源:新能源汽車網(wǎng)
時(shí)間:2021-08-20 13:04:36
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寧德時(shí)代開啟鈉時(shí)代,新能源將一往無(wú)前!導(dǎo)語(yǔ):鈉電池作為一個(gè)新電池,將與鉛酸、鋰電池協(xié)同發(fā)展,構(gòu)成一個(gè)電池多元路線,共同推進(jìn)新能源的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展,為人類“油改電”之路寫就重重一筆。作

導(dǎo)語(yǔ):

鈉電池作為一個(gè)新電池,將與鉛酸、鋰電池協(xié)同發(fā)展,構(gòu)成一個(gè)電池多元路線,共同推進(jìn)新能源的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展,為人類“油改電”之路寫就重重一筆。

作者:馮金剛

出品:電動(dòng)勢(shì)(wxid-dianxiaoer01)

7月29日,全球新能源迎來(lái)一重要時(shí)刻——動(dòng)力電池“一哥”寧德時(shí)代正式發(fā)布第一代鈉離子電池??紤]到寧德時(shí)代的實(shí)力,以及打造爆款產(chǎn)品的能力,這個(gè)鈉離子電池大概率將成為鋰離子電池之后左右新能源市場(chǎng)的又一大殺器。

細(xì)數(shù)這些年的電池技術(shù)躍遷,要么是對(duì)鋰電池做改善,要么是其它電池材料雖革新卻無(wú)實(shí)際用途,而寧德時(shí)代此次推出的鈉電池則兼而有之,既是材料方面的革新,同時(shí)也擁有無(wú)窮的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

所以客觀來(lái)說(shuō),寧德時(shí)代鈉離子電池此番量產(chǎn)問(wèn)世,堪稱電池發(fā)展史上一次最偉大的創(chuàng)新之一,絲毫不亞于1990年索尼成功開發(fā)出商用鋰離子電池。

如果說(shuō)索尼開發(fā)的鋰電池開創(chuàng)了3C時(shí)代,進(jìn)而挺進(jìn)新能源汽車領(lǐng)域,那么寧德時(shí)代此次推出的鈉電池呢?業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是開啟儲(chǔ)能時(shí)代,而以創(chuàng)新為本的寧德時(shí)代表示還可“應(yīng)用于各種交通電動(dòng)化場(chǎng)景”,這無(wú)疑充滿更多想象。

在人類“油改電”之路上,電池——這一能源儲(chǔ)存介質(zhì)扮演著極為重要的作用。過(guò)去兩百年,人類先后開發(fā)并大批量使用鉛酸電池和鋰電池兩大類電池,如今又一新品——鈉電池問(wèn)世,它也將帶領(lǐng)人類向電能世界邁開更大一步。

1、天選之人

為何推出劃時(shí)代鈉電池的是寧德時(shí)代?而不是LG新能源、松下等國(guó)際動(dòng)力電池巨頭?亦或比亞迪、國(guó)軒高科、孚能、中航鋰電等國(guó)產(chǎn)動(dòng)力電池先鋒?原因無(wú)它,寧德時(shí)代生而卓越,是這個(gè)星球最出色的電池廠商之一。

2017年,僅僅成立6年,寧德時(shí)代便拿下全球動(dòng)力電池裝機(jī)量第一的寶座。有人說(shuō),寧德時(shí)代的成功是政策保護(hù)的結(jié)果。這個(gè)說(shuō)法顯然太片面了,也經(jīng)不起簡(jiǎn)單推敲,試問(wèn),政策對(duì)所有中國(guó)品牌都是機(jī)會(huì),怎么就寧德時(shí)代拿下了第一?

任何一家企業(yè)的成長(zhǎng)壯大,都離不開天時(shí)地利人和,對(duì)于寧德時(shí)代拿下全球第一,與其說(shuō)是政策保護(hù),不如說(shuō)是它自己足夠努力。所以我們看到,2017-2020年,寧德時(shí)代連續(xù)4年蟬聯(lián)全球第一,從今年的表現(xiàn)來(lái)看,蟬聯(lián)5年的概率很大。

那么,寧德時(shí)代有多努力呢?從寧德時(shí)代這十年跨越式的發(fā)展,以及引領(lǐng)近幾年的電池技術(shù)演變,即可見一斑。而這個(gè)故事,又得從多年前的行業(yè)發(fā)展分歧和一起美好姻緣開始講起。

十多年前,全球新能源方興未艾,而在電池選擇上,中外卻出現(xiàn)了分歧。彼時(shí),以特斯拉、日產(chǎn)、寶馬等為首的品牌選擇能量密度更高的三元鋰作為動(dòng)力電池,而國(guó)產(chǎn)廠商卻選擇了能量密度偏低的磷酸鐵鋰,這個(gè)差異的背后是技術(shù)的差距和無(wú)奈。

改變,從2011年開始。那一年,剛剛從3C鋰電巨頭ATL獨(dú)立出來(lái)的CATL,與華晨寶馬牽手,誰(shuí)都沒(méi)想到這次牽手改變了中國(guó)新能源的走向,由平庸走向卓越。在啃完華晨寶馬八百頁(yè)的動(dòng)力電池開發(fā)流程后,寧德時(shí)代煥然一新,企業(yè)機(jī)制完成從一個(gè)“部門”到現(xiàn)代企業(yè)的徹底轉(zhuǎn)變。

在華晨寶馬的賦能下,可以這樣認(rèn)為,寧德時(shí)代,表面是一家中國(guó)公司,但骨子里卻被賦予了德國(guó)基因。這樣的企業(yè)機(jī)制,構(gòu)筑了寧德時(shí)代開啟10年狂飆的內(nèi)核。

2011年,寧德時(shí)代與華晨寶馬之諾項(xiàng)目展開合作。隨后,雙方合作車型進(jìn)一步擴(kuò)大到5系PHEV、X1 PHEV和iX3等多款車型。與華晨寶馬這一德國(guó)豪華品牌的高規(guī)格合作,讓寧德時(shí)代的研發(fā)、產(chǎn)品和服務(wù)迅速?gòu)男袠I(yè)脫穎而出,為登頂全球打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月15日德國(guó)法蘭克福舉辦的汽車創(chuàng)新獎(jiǎng)(Automotive INNOVATIONS Awards)線上頒獎(jiǎng)典禮中,因100kWh高能量密度電池技術(shù),寧德時(shí)代榮獲“最具創(chuàng)新車企供應(yīng)商——新能源動(dòng)力總成”大獎(jiǎng),成為全球首個(gè)獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)的企業(yè)。

更有意思的是,被華晨寶馬磨礪為頂尖供應(yīng)商的寧德時(shí)代,反過(guò)來(lái)又促進(jìn)中國(guó)新能源的整體進(jìn)步。這里有一個(gè)小故事,一位宇通新能源工程師曾私下跟我說(shuō),原本宇通新能源也是處于“作坊”狀態(tài),但得益于和寧德時(shí)代的合作,宇通新能源也獲得了“新生”。

而在技術(shù)層面,寧德時(shí)代的卓越體現(xiàn)的更為明顯。鑒于全球第一3C電池廠商——ATL的鋰電積淀,以及華晨寶馬對(duì)三元鋰動(dòng)力電池的需求,讓寧德時(shí)代在成立之初就將研發(fā)重心放在了三元鋰和磷酸鐵鋰電池上,并沒(méi)有和其它中國(guó)廠商一樣“偏科”。

寧德時(shí)代在三元鋰電池技術(shù)上的突破意義是巨大的,它讓中國(guó)新能源車的性能快速提升,開始比肩特斯拉。2020年4月,小鵬P7上市,其最大工況續(xù)航達(dá)到了706公里,一躍成為全球續(xù)航最高的車型,而其搭載的正是全球最頂尖的寧德時(shí)代811電池。

是的,寧德時(shí)代不僅打破了十年來(lái)中國(guó)三元鋰電池技術(shù)落后的局面,而且已經(jīng)開始引領(lǐng)全球動(dòng)力電池技術(shù)的發(fā)展,比如材料方面,包括811、鎳55、摻硅補(bǔ)鋰、12V低壓鋰電,以及此次橫空出世的鈉電池,還有結(jié)構(gòu)方面的CTP、CTC等,都是叱咤業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先技術(shù)。

鑒于寧德時(shí)代三元鋰電池技術(shù)獨(dú)步天下,且品質(zhì)非常出眾,寧德時(shí)代的電池被特斯拉、寶馬、奔馳和大眾等全球品牌追捧,甚至被歐美總統(tǒng)艷羨。這份眾星捧月般的待遇,是中國(guó)零部件供應(yīng)商之前從未有過(guò)的榮耀,但寧德時(shí)代做到了。卓越的寧德時(shí)代,已經(jīng)成為我國(guó)新能源的一張王牌。

2、開啟鈉時(shí)代

此番,盡管將鈉電池推向了高潮,但寧德時(shí)代卻并非第一個(gè)量產(chǎn)鈉電池的品牌。去年9月中旬,中科海鈉宣布鈉離子電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),產(chǎn)能可達(dá)30萬(wàn)只/月,這是全球首個(gè)宣布批量生產(chǎn)的鈉電池。

去年底,央視財(cái)經(jīng)頻道報(bào)道了我國(guó)新能源電池的技術(shù)突破,其中就包括中科海鈉的鈉電池,這是外界首次了解到該電池的綜合性能,其能量密度接近150Wh/kg,循環(huán)壽命達(dá)4500次以上,且高低溫性能優(yōu)異,安全性高,具備快充能力。

今年6月,由中科院物理所和中科海鈉聯(lián)合推出的全球首套1MWh鈉離子電池光儲(chǔ)充智能微網(wǎng)系統(tǒng),在山西太原綜改區(qū)正式投入運(yùn)行,這標(biāo)志著我國(guó)在鈉離子電池技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化走在了世界前列。

鈉電池之所以被中科海鈉突破,一個(gè)關(guān)鍵原因在于其聚集了領(lǐng)先的技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì),現(xiàn)擁有以中國(guó)科學(xué)院物理研究所陳立泉院士、胡勇勝研究員為技術(shù)帶頭人的研究開發(fā)團(tuán)隊(duì),他們是中國(guó)最早研究鈉電池的一批資深專家。

不過(guò),雖然中科海鈉率先量產(chǎn)了鈉電池,但是對(duì)市場(chǎng)造成的影響卻十分有限,知之甚少。而寧德時(shí)代作為全球動(dòng)力電池老大,此次發(fā)布的鈉電池不僅轟動(dòng)國(guó)內(nèi)外,在國(guó)內(nèi)還成功催生了鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈,成為行業(yè)崛起前的重要信號(hào)。

而且,就像三元鋰、811、鎳55、CTP等眾多引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步的技術(shù),寧德時(shí)代此次發(fā)布的鈉電池,同樣具備行業(yè)風(fēng)向標(biāo)的作用,注定會(huì)在新能源等市場(chǎng)引起巨大波瀾。而從寧德時(shí)代發(fā)布會(huì)公布的干貨內(nèi)容來(lái)看,也確實(shí)驚艷了這個(gè)時(shí)代。

據(jù)寧德時(shí)代介紹,其鈉電池電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;在-20°C低溫環(huán)境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上;且熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。

在前一篇有關(guān)鈉電池的科普文中,我們已經(jīng)知道鈉電池的最大缺點(diǎn)就是能量密度偏低。但是不管從中科海鈉還是寧德時(shí)代的鈉電池來(lái)看,新一代鈉電池的能量密度并不低,已經(jīng)比肩市面先進(jìn)的磷酸鐵鋰電池,以及幾年前的三元鋰電池,可見鈉電池能量密度低的問(wèn)題已經(jīng)被攻克。

另外,按照寧德時(shí)代的說(shuō)法,目前公布的只是第一代鈉電池,第二代鈉電池將更加先進(jìn),能量密度高達(dá)200Wh/kg。是的,鈉電池的能量密度其實(shí)并不低,如果結(jié)合高達(dá)80%的集成效率,鈉電池包的能量密度將會(huì)極為可觀。

在寧德時(shí)代公布鈉電池之后,業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為它將取代磷酸鐵鋰電池。然而,熟悉寧德時(shí)代作風(fēng)的應(yīng)該知道,它總是能帶給我們一些驚喜。

此次,寧德時(shí)代還公布了一個(gè)新鮮技術(shù)——AB包,即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進(jìn)行混搭成電池包。雖然AB包技術(shù)大家非常陌生,但寧德時(shí)代其實(shí)已經(jīng)開發(fā)了三元鋰磷酸鐵鋰混合的電池包,且即將應(yīng)用到蔚來(lái)某車型上。

據(jù)介紹,AB電池系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板,也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能好的優(yōu)勢(shì)。寧德時(shí)代強(qiáng)調(diào),“以此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為基礎(chǔ),可為鋰鈉電池系統(tǒng)拓展更多應(yīng)用場(chǎng)景?!?/p>

在寧德時(shí)代勾勒的電能世界里,鈉電池的應(yīng)用范圍是無(wú)法界定的。而可以確定的是,今天,鈉電池時(shí)代已然被開啟。當(dāng)然,鈉電池要想成為人類下一個(gè)重要儲(chǔ)能介質(zhì)仍有諸多挑戰(zhàn),包括重量密度、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)業(yè)鏈等問(wèn)題都亟待進(jìn)一步提升。

不過(guò)從發(fā)展角度來(lái)看,寧德時(shí)代此次宣布推出鈉電池是一個(gè)強(qiáng)烈信號(hào),它意味著鈉電池至少已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室,上述問(wèn)題也已經(jīng)都得到有效改善,完全可以滿足商業(yè)化應(yīng)用。

如果要說(shuō)一個(gè)具體啟動(dòng)時(shí)間,2023年將是一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。寧德時(shí)代表示,“已啟動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局,2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。”這意味著,鈉電池的產(chǎn)業(yè)鏈布局實(shí)際上已經(jīng)悄然開始。

3、從此,一往無(wú)前

鋰電池已有三十多年歷史,而鋰動(dòng)力電池也有十多年歷史,相較發(fā)動(dòng)機(jī)百年歷史雖算不上特別久,但也相當(dāng)成熟了,與鉛酸電池形成分庭抗禮之勢(shì)。作為鋰電池全球領(lǐng)導(dǎo)者,寧德時(shí)代為何在這個(gè)時(shí)候推出新品類鈉離子電池?

在曾毓群看來(lái),“碳中和”催生了萬(wàn)億瓦時(shí)級(jí)的電池需求,推動(dòng)了新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,新的應(yīng)用場(chǎng)景不斷產(chǎn)生,給了不同技術(shù)施展的舞臺(tái),多元化的技術(shù)路線,也將助力產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

曾毓群指出的多元技術(shù)路線,值得我們警惕。鋰電池最重要的原材料是鋰,隨著新能源市場(chǎng)高速發(fā)展,加上儲(chǔ)能市場(chǎng)的崛起,意味著市場(chǎng)對(duì)鋰的需求只會(huì)越來(lái)越大。據(jù)測(cè)算,2020年鋰需求為31.8萬(wàn)噸,2023年則增長(zhǎng)至78.6萬(wàn)噸。

雖然市場(chǎng)的鋰需求在快速爬升,但鋰電池的儲(chǔ)量前景卻令人堪憂。數(shù)據(jù)顯示,截止2020年,全球已探明鋰礦儲(chǔ)量?jī)H有2100萬(wàn)噸,要知道現(xiàn)在全球新能源市場(chǎng)滲透率僅有6%,仍有極大增長(zhǎng)空間,屆時(shí)鋰資源必然會(huì)出現(xiàn)短缺。

據(jù)測(cè)算,最快到2023年,鋰資源將出現(xiàn)1.8萬(wàn)噸的缺口。而據(jù)光大證券近日撰文表示,作為提取鋰的重要原材料,氫氧化鋰的價(jià)格已經(jīng)連漲34周,碳酸鋰價(jià)格也連漲3周,而且價(jià)格均創(chuàng)年內(nèi)新高。顯然,鋰的供需已經(jīng)趨于緊張了。

另外不難預(yù)計(jì),在各國(guó)激進(jìn)的新能源政策下,鋰資源必將成為制約新能源發(fā)展的最大掣肘。在中歐全力發(fā)力新能源市場(chǎng)后,美國(guó)開始覺(jué)醒,當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月5日,,美國(guó)首次對(duì)外宣布到2030年美國(guó)銷售的所有新車中一半為新能源汽車。

對(duì)中國(guó)這一全球最大新能源市場(chǎng)來(lái)說(shuō),鋰供應(yīng)更加不容忽視。在2020年探明的鋰礦儲(chǔ)量中,智利為920萬(wàn)噸,排名第一,其次是澳大利亞、阿根廷、中國(guó),其中中國(guó)儲(chǔ)量?jī)H150萬(wàn)噸。

目前,中國(guó)主要以進(jìn)口澳洲鋰精礦和南美鋰鹽為主,這是因?yàn)橹袊?guó)的鹽湖海拔過(guò)高,生產(chǎn)加工較困難,成本偏高。發(fā)展新能源本就是中國(guó)能源安全戰(zhàn)略的一部分,如果無(wú)法解決鋰儲(chǔ)量嚴(yán)重不足的問(wèn)題,那么發(fā)展新能源將成為一句空話。

所以,無(wú)論是著眼于全球新能源的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展,還是事關(guān)中國(guó)新能源的未來(lái),乃至能源安全,我們都必須尋找鋰電池之外的電池。而技術(shù)日漸成熟的鈉電池,就成為了各個(gè)電池廠家下一個(gè)重點(diǎn)追逐的方向,畢竟鈉不存在儲(chǔ)量不足的問(wèn)題。

有數(shù)據(jù)顯示,地殼中鈉儲(chǔ)量占比2.74%,而鋰儲(chǔ)量?jī)H為0.0065%,是鋰資源的440倍。以察爾汗鹽湖的鈉儲(chǔ)量為例,它是我國(guó)最大的鹽湖,也是世界最大的天然鹽湖之一,據(jù)統(tǒng)計(jì),察爾汗鹽湖中的氯化鈉儲(chǔ)量高達(dá)426.2億噸。

如此看來(lái),鈉電池作為一個(gè)新電池,與鉛酸、鋰電池協(xié)同發(fā)展,構(gòu)成一個(gè)電池多元路線,共同推進(jìn)新能源的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展是極為合適的。鋰電場(chǎng)趨于瓶頸,鈉電池的橫空出世,從側(cè)面凸顯了寧德時(shí)代作為全球動(dòng)力電池一哥的成色。

對(duì)于鈉電池問(wèn)世,曾毓群難掩內(nèi)心自豪,他說(shuō),“有人認(rèn)為電池的化學(xué)體系已很難創(chuàng)新,只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)。但我們認(rèn)為,電化學(xué)的世界,就像能量魔方,未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知,我們樂(lè)此不疲地探索著其中的奧秘。”

令曾毓群更加自豪的是,突破鈉電池技術(shù)的是以寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森博士為首的新一代研發(fā)工程師。發(fā)布會(huì)上,曾毓群特意用了“年輕人”一詞。看得出來(lái),作為一個(gè)技術(shù)大佬,曾毓群對(duì)這些后輩很滿意。

2019年10月,瑞典皇家科學(xué)院宣布,將2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予約翰·古迪納夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰,以表彰他們?cè)阡囯x子電池研發(fā)領(lǐng)域作出的突出貢獻(xiàn)。包括黃起森博士在內(nèi)的突破鈉電池技術(shù)的工程師們不知日后是否也會(huì)獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),但他們的名字注定會(huì)被錄進(jìn)鈉電池發(fā)展史上。