一、鈉離子電池
　　首先要回答一個問題，什么是鈉離子電池？是指依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。上個世紀七十年代末期起，鈉離子電池幾乎與鋰離子電池同時開展研究。從最終的成熟度和應(yīng)用范圍來看，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)域是在儲能方面。
　　圖1 鋰電池和鈉電池的對比（出自From Li-Ion Batteries toward Na-Ion Chemistries: Challenges and Opportunities）
　　對于產(chǎn)業(yè)鏈還沒完全成熟的鈉離子電池，它的優(yōu)缺點都較為明顯。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、這次寧德時代發(fā)布了什么？
　　我整理的發(fā)布會要點如下：
　?。?）鈉離子正極材料方面，目前具有潛在商業(yè)化價值的，有普魯士白和層狀氧化物兩類材料?？巳萘恳呀?jīng)達到了160mAh/g，與現(xiàn)有的鋰離子電池正極材料相當(dāng)。寧德時代的工作，主要是對材料的體相結(jié)構(gòu)進行電荷重排，對材料表面進行重新設(shè)計，解決了材料在循環(huán)過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。在負極材料方面，開發(fā)了能夠讓大量的鈉離子存儲和快速通行的獨特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料。在電解液方面，開發(fā)了適配這樣的正極負極材料的新型獨特電解液體系。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)品來看，寧德時代開發(fā)的第一代鈉離子電池的性能指標如下：
　　電芯單體能量密度已經(jīng)達到了160Wh/kg；
　　常溫下充電15分鐘 電量就可以達到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，也可以達到80%以上；
　　優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，已經(jīng)超越了國家動力電池強標的安全要求。
　　圖2 寧德時代發(fā)布的內(nèi)容
　　上圖是在直播中給出的信息，從我個人的感受來看，可能寧德時代是準備走兩種產(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。這個原理，其實和LFP+NCM混用是相似的——將鈉離子電池與鋰離子電池同時集成到同一個電池系統(tǒng)里，將兩種電池按一定的比例和排列進行混搭，串聯(lián)、并聯(lián)集成，通過BMS的精準算法進行不同電池體系的均衡控制。
　　圖4 鈉電池和鋰電池混用
　　我覺得這個鈉電池本身還是一種期貨產(chǎn)品，特別是寧德時代稱，2021年開啟鈉電池的商業(yè)化，目標是于2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。這一次發(fā)布會，也是希望相關(guān)的研究機構(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。說到這個問題，我們就需要來探討下一個話題：
　　三、中國乃至全球化的電化學(xué)儲能資源約束
　?。?）鋰資源儲量
　　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。然而對電池企業(yè)來說，鋰資源的儲量、價格不可控亦是其較為擔(dān)憂的問題。也就是說，當(dāng)前全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已進入正向自循環(huán)，鋰作為自然界中電極電位最負的金屬元素， 是天生的電池金屬，我們認為其將在高比能動力電池、大部分儲能應(yīng)用中具備長期的需求剛性。正因如此，鋰業(yè)被視作未來的白色石油，其戰(zhàn)略價值已成為全球共識。所以如果沒有創(chuàng)新的話，鋰在全球就是各個國家需要準備的戰(zhàn)略資源。
　　圖5 全球鋰資源的來源
　?。?）鈉的資源豐度
　　從元素周期表的角度最有可能對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、對納電池的展望
　　最后我們來談下，鈉電池的使用展望。我個人覺得這次發(fā)布會略有點倉促，好多信息都是沒有展開的。從使用場景來看，鈉電池就是定位低成本，定位于全面取代鉛酸電池的。
　　中國是全球最大的鉛酸電池生產(chǎn)國、消費國和出口大國。2020年鉛酸電池產(chǎn)量為22740萬千伏安時，大約為227Gwh，而中國動力鋰電池裝機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合：最為典型的是依電動自行車。
　　2020年中國電動自行車車新增銷量3800萬輛，如果按照1kwh來算，對應(yīng)近38Gwh，目前能明顯看到，隨著鋰電池的被替換上，導(dǎo)致這塊的安全問題很多。鈉電池有能量密度相對較低、安全性比較高的特點，可以在這個領(lǐng)域起到非常大的作用。
　　（2）儲能領(lǐng)域：目前UPS電池大部分還是以鉛酸為主，國家發(fā)展改革委、國家能源局前端時間正式發(fā)布關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見。明確提出量化的儲能發(fā)展目標，即到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，新型儲能裝機規(guī)模達3000萬千瓦以上。到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展，新型儲能裝機規(guī)?；緷M足新型電力系統(tǒng)相應(yīng)需求。在這個指導(dǎo)文件里面，是把儲能技術(shù)多元化并行再走的，鋰離子電池等相對成熟新型儲能技術(shù)成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用，實現(xiàn)壓縮空氣、液流電池等長時儲能技術(shù)進入商業(yè)化發(fā)展初期，加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)?；囼炇痉?。因此隨著鈉離子電池的應(yīng)用，這個是很有可能趕在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踐的檢驗。如果在將來，可能是可以通過精細的管理來實現(xiàn)更好的使用，但是這條路是否能像預(yù)想的那樣，我們無從判斷。我個人覺得把鈉電池做成10kwh，放在A00 BEV純電車上，這部分有很大的應(yīng)用空間的。
　　真正實現(xiàn)車用，可能需要這個200wh/kg的鈉電池出來以后，才能在A級車上大量使用。當(dāng)然這種情況，還需要很長一段路走。