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7月29日，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司成功舉行了首場(chǎng)線上發(fā)布會(huì)，董事長(zhǎng)曾毓群博士發(fā)布了寧德時(shí)代的第一代鈉離子電池，同時(shí)，創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包也在發(fā)布會(huì)上首次亮相。

 

作為寧德時(shí)代創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)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(dòng)化提供全新解決方案，推動(dòng)“碳中和”目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。

 

突破鈉離子電池技術(shù)瓶頸

 

隨著“碳中和”成為全球共識(shí)，新能源產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入到多層次、多類型、多元化發(fā)展階段，愈發(fā)細(xì)分的市場(chǎng)對(duì)電池提出了差異化的需求；同時(shí)，世界范圍內(nèi)對(duì)于電池基礎(chǔ)材料的研發(fā)速度正在加快，這為鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化打開(kāi)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(guò)鈉離子在正負(fù)極之間的嵌入、脫出實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移。

 

然而，相較鋰離子，鈉離子體積較大，在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面要求更嚴(yán)苛，這也成為鈉離子電池遲遲難以商用的瓶頸。

 

寧德時(shí)代多年來(lái)深耕鈉離子化學(xué)體系材料的研發(fā)：在正極材料方面，寧德時(shí)代采用了克容量較高的普魯士白材料，創(chuàng)新性地對(duì)材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排，解決了普魯士白在循環(huán)過(guò)程中容量快速衰減這一核心難題。

 

在負(fù)極材料方面，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，其具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。

 

基于材料體系的一系列突破，寧德時(shí)代研發(fā)的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢(shì)。

 

其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；熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。

 

第一代鈉離子電池既可應(yīng)用于各種交通電動(dòng)化場(chǎng)景，尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢(shì)，又可靈活適配儲(chǔ)能領(lǐng)域全場(chǎng)景的應(yīng)用需求。

 

四大創(chuàng)新支撐三大方向

 

打造世界一流的創(chuàng)新科技公司，為人類新能源事業(yè)做出卓越貢獻(xiàn)，是寧德時(shí)代的愿景。為此，寧德時(shí)代在三大戰(zhàn)略發(fā)展方向上不懈努力：一是，以可再生能源發(fā)電和儲(chǔ)能，替代固定式化石能源；二是，以動(dòng)力電池助力電動(dòng)車發(fā)展，替代移動(dòng)式化石能源；三是以電動(dòng)化+智能化的集成應(yīng)用創(chuàng)新，加快各領(lǐng)域的新能源替代進(jìn)程。

 

作為三大發(fā)展方向的支撐，寧德時(shí)代形成了材料與化學(xué)體系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、極限制造、商業(yè)模式四大創(chuàng)新體系，形成從前沿基礎(chǔ)研究，到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，再到大規(guī)模商業(yè)化的快速轉(zhuǎn)化能力。

 

材料與化學(xué)體系的基礎(chǔ)研究是關(guān)鍵。寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群表示，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。”

 

曾毓群介紹，寧德時(shí)代構(gòu)建了高通量材料集成計(jì)算平臺(tái)，在原子級(jí)別對(duì)材料進(jìn)行模擬計(jì)算和設(shè)計(jì)仿真，憑借對(duì)原理的深刻理解，借助先進(jìn)的算法和強(qiáng)大的算力，尋找各種材料基因的結(jié)合點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出更適合鈉離子電池的各類材料，推動(dòng)其進(jìn)入產(chǎn)業(yè)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(fā)目標(biāo)是200Wh/kg以上。

 

在系統(tǒng)創(chuàng)新方面，寧德時(shí)代在電池系統(tǒng)集成方面另辟蹊徑，開(kāi)發(fā)了AB電池系統(tǒng)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(jìn)行混搭，集成到同一個(gè)電池系統(tǒng)里，通過(guò)BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統(tǒng)解決方案既彌補(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)。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。

 

多維布局推動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化

 

在發(fā)布會(huì)上，寧德時(shí)代研究院副院長(zhǎng)黃起森博士介紹，在制造工藝方面，鈉離子電池可以實(shí)現(xiàn)與鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備、工藝的完美兼容，產(chǎn)線可進(jìn)行快速切換，完成產(chǎn)能快速布局。目前，寧德時(shí)代已啟動(dòng)相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。

 

寧德時(shí)代表示，歡迎相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、上游材料供應(yīng)商和下游電池應(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。

 

曾毓群認(rèn)為，“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。

 

由于鈉儲(chǔ)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(fēng)云再起，近期成為資本市場(chǎng)關(guān)注的對(duì)象。東方財(cái)富CHOICE數(shù)據(jù)終端顯示，鈉離子電池板塊(代碼：BK0988)景氣度向好，相關(guān)上市公司獲得資金青睞，年內(nèi)股價(jià)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跑贏大盤指數(shù)。《證券日?qǐng)?bào)》記者梳理發(fā)現(xiàn)，不僅上市公司積極掘金鈉離子電池領(lǐng)域，研究機(jī)構(gòu)也在抓緊研究性能更強(qiáng)、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(chǎn)業(yè)提供更堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。有券商分析師積極展望并表示，鈉離子電池有望對(duì)鋰離子電池、鉛酸電池等成熟儲(chǔ)能技術(shù)形成補(bǔ)充。

 

鈉離子電池產(chǎn)業(yè)獲得多路資金青睞

 

東方財(cái)富CHOICE數(shù)據(jù)終端顯示，鈉離子電池板塊表現(xiàn)強(qiáng)勁，僅三個(gè)月不到的時(shí)間，從最低點(diǎn)989.07點(diǎn)上漲至最高點(diǎn)1562.12點(diǎn)，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(diào)，但是自今年以來(lái)，板塊內(nèi)的華陽(yáng)股份累計(jì)上漲83.40%，容百科技累計(jì)上漲127.01%，格林美累計(jì)上漲64.04%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于上證指數(shù)同期表現(xiàn)。相關(guān)上市公司在互動(dòng)平臺(tái)中回復(fù)投資者時(shí)均表示，已在鈉離子電池領(lǐng)域取得一定進(jìn)展：華陽(yáng)股份旗下山西新陽(yáng)鈉離子電池正負(fù)極材料項(xiàng)目已經(jīng)處于前期籌備階段；容百科技已在鈉離子電池正負(fù)極材料方面開(kāi)展研究；格林美已經(jīng)完成鈉離子電池材料研發(fā)工作，樣品送至下游客戶進(jìn)行測(cè)試；博眾精工擁有專利鈉離子電池頂橋焊接機(jī)構(gòu)；鵬輝能源已經(jīng)生產(chǎn)出鈉離子電池樣品，6月份進(jìn)行中試，預(yù)計(jì)年底批量生產(chǎn)；*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(chǔ)能系統(tǒng)在山西投入運(yùn)行。此次投運(yùn)的1MWh全球首臺(tái)套鈉離子儲(chǔ)能系統(tǒng)由山西華陽(yáng)集團(tuán)聯(lián)合中科海鈉公司共同打造。山西華陽(yáng)集團(tuán)董事長(zhǎng)翟紅表示：“1MWh全球首臺(tái)套鈉離子儲(chǔ)能系統(tǒng)成功投運(yùn)，標(biāo)志著山西華陽(yáng)集團(tuán)布局、引入、共建新能源儲(chǔ)能上下游全產(chǎn)業(yè)鏈邁出堅(jiān)實(shí)步伐。”

 

在鈉離子電池領(lǐng)域擁有多項(xiàng)專利技術(shù)的中科海鈉宣布，將建設(shè)年產(chǎn)能2000噸的鈉離子電池正、負(fù)極材料生產(chǎn)線。中科海鈉創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)胡勇勝表示：“我國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)不論是在材料體系和電池綜合性能等技術(shù)研發(fā)方面，還是在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)速度、示范應(yīng)用、專利布局以及標(biāo)準(zhǔn)制定等方面均處于國(guó)際前列，已具備了先發(fā)優(yōu)勢(shì)。”

 

梧桐樹(shù)資本、國(guó)科嘉和、中科創(chuàng)星等機(jī)構(gòu)聞?dòng)嵑蠹哟a投資中科海鈉。梧桐樹(shù)資本創(chuàng)始合伙人兼總裁劉乾坤表示：“碳達(dá)峰、碳中和是未來(lái)50年最為確定的投資機(jī)會(huì)之一，其中鈉離子電池作為極其稀缺的新一代電池技術(shù)，尤其在儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)。”

 

“再度發(fā)現(xiàn)”價(jià)值仍需多方努力

 

鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化研究工作可追溯到上世紀(jì)70年代，與鋰離子電池研究基本同步啟動(dòng)。由于日本索尼公司率先提出鋰離子電池商業(yè)化解決方案，鋰離子電池獲得多方支持，現(xiàn)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?qǐng)?bào)》記者梳理文獻(xiàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，自2013年以來(lái)，鈉離子電池重新獲得學(xué)術(shù)界關(guān)注，國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界相關(guān)論文數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)趨勢(shì)。2012年，國(guó)內(nèi)發(fā)表相關(guān)論文43篇，2020年，國(guó)內(nèi)發(fā)表論文2197篇，在8年時(shí)間內(nèi)，年度論文發(fā)表數(shù)量增長(zhǎng)超過(guò)50倍，合計(jì)國(guó)內(nèi)相關(guān)論文數(shù)量已達(dá)到9940篇。論文研究?jī)?nèi)容覆蓋了電池材料、電池結(jié)構(gòu)、電池性能、檢測(cè)方法、制備方法等關(guān)鍵領(lǐng)域，為我國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了大量理論依據(jù)和改進(jìn)思路。

 

為何鈉離子電池被上市公司和學(xué)術(shù)界“再度發(fā)現(xiàn)”？湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院副院長(zhǎng)、博士生導(dǎo)師黎福海教授解釋其中緣由：“各國(guó)大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)和新能源汽車，推動(dòng)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格持續(xù)漲價(jià)。全球豐度高、可開(kāi)采的鋰礦資源集中在少數(shù)國(guó)家，表觀儲(chǔ)量十分有限，已經(jīng)面臨供不應(yīng)求的局面，將對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)和新能源汽車發(fā)展造成掣肘，客觀上要求研究機(jī)構(gòu)拿出可行的替代方案。鈉離子電池所需金屬鈉的儲(chǔ)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(chǔ)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(jī)構(gòu)和上市公司的青睞。”

 

《證券日?qǐng)?bào)》記者查閱生意寶等行情網(wǎng)站發(fā)現(xiàn)，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格正在經(jīng)歷一輪大幅上漲行情，自年初最低點(diǎn)的3萬(wàn)元每噸已經(jīng)上漲至最高10萬(wàn)元每噸，最大漲幅為233.33%，目前穩(wěn)定運(yùn)行在8.7萬(wàn)元每噸至8.9萬(wàn)元每噸的價(jià)格區(qū)間。光大證券有色行業(yè)分析師王招華預(yù)計(jì)：“未來(lái)兩年全球碳酸鋰供需仍處于緊平衡狀態(tài)，2025年全球碳酸鋰需求缺口將超過(guò)16萬(wàn)噸，約有13%的需求難以得到滿足。”

 

黎福海補(bǔ)充：“鈉離子電池研究工作沉寂時(shí)間較長(zhǎng)，要在短期內(nèi)趕上并替代鋰離子電池是不現(xiàn)實(shí)的。鈉離子電池研發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)屬于多學(xué)科交叉領(lǐng)域，需要無(wú)機(jī)化學(xué)、電化學(xué)、電氣工程、材料工程等多領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)協(xié)同助力，才能取得比肩鋰離子電池的突破性進(jìn)展。當(dāng)前，我國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈還不完善，在商業(yè)方案、高性能材料、工藝路線、工業(yè)裝備、檢測(cè)設(shè)備等環(huán)節(jié)尚需科研機(jī)構(gòu)、龍頭企業(yè)和上市公司倍加努力，在電池優(yōu)化、性能提升、壽命延長(zhǎng)、安全可靠等方面下大力氣。值得一提的是，我國(guó)已在鋰離子電池領(lǐng)域取得多個(gè)共性技術(shù)，可以用較低成本、在較短時(shí)間內(nèi)平移至鈉離子電池產(chǎn)業(yè)，幫助其快速成長(zhǎng)。”

 

7月26日，中信證券、信達(dá)澳銀基金發(fā)布研究報(bào)告，均認(rèn)為鈉離子電池兼具資源和成本優(yōu)勢(shì)，有望加速導(dǎo)入新能源產(chǎn)業(yè)。中信證券新能源汽車首席分析師宋韶靈持有謹(jǐn)慎樂(lè)觀態(tài)度：“近幾年來(lái)，產(chǎn)業(yè)資本開(kāi)始積極布局鈉離子電池，雖然行業(yè)仍處于導(dǎo)入階段，但是鈉離子電池在資源豐富度、成本方面優(yōu)勢(shì)明顯。隨著技術(shù)走向成熟、產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，鈉離子電池有望在儲(chǔ)能等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，對(duì)鋰離子電池、鉛酸電池等成熟的儲(chǔ)能技術(shù)形成一定的補(bǔ)充。”他還表示：“對(duì)比鋰離子電池，鈉離子電池具有能量密度低、體積相對(duì)大、循環(huán)壽命短、產(chǎn)業(yè)鏈不完善等缺點(diǎn)。投資者需要密切關(guān)注鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展、鋰離子電池成本變動(dòng)方向和地方儲(chǔ)能政策落地節(jié)奏。”