歡迎關注“新浪科技”的微信訂閱號：techsina 

　　文/米其林

　　來源：GeekCar極客汽車（ID:GeekCar)

　　自從在 5 月的股東大會上預告了鈉離子電池技術，寧德時代的股價就搭上了東風，突破萬億，一路將董事長曽毓群送上香港首富的寶座。

　　刀片電池、固態電池、石墨烯電池…… 一年來我們已經聽到了太多關于動力電池的新概念、新名詞，鈉離子電池又是什么？是炒作概念的噱頭？還是會開創新時代的突破性產物？

　　2 個月過去，寧德時代終于揭開了鈉離子電池的神秘面紗。

　　既生‘鋰’何生‘鈉’？

　　與鋰電池幾乎同一時代誕生的鈉離子電池，并不是一個全新概念。

　　簡單來說，鈉電池就是在鋰電池的基礎上，將原本含鋰的正極材料換成含鈉的材料，將含有鋰離子的電解液換成鈉離子電解液，相應的負極、集流體的材料也換成更適合鈉離子的材料。兩者工作原理一致、結構不變、整體工藝接近，甚至連生產設備都能延續使用。

　　難怪寧德時代提出的目標是在 2023 年建成基本的產業鏈，因為在技術難點突破后，鈉離子電池生產需要的基礎設施新投入并不多。

　　既然結構、工藝類似，鋰電池又已經趨于成熟，為什么還要研發鈉離子電池技術呢？

　　最主要的原因當然是原材料。作為稀有金屬，鋰元素在地球上的含量不算豐富，主要集中在南美洲、北美洲國家。國內鋰電池中用到的鋰，70%都要依靠進口。這樣一來，鋰電池中的鋰無形中就跟石油一樣，需要看進口的‘眼色’，價格也是逐年上漲。相比起來，鈉資源就豐富多了，國內就可以自給自足，價格更是只有鋰的 1/75。

　　同時，用鈉離子代替鋰離子后，電池中使用的集流體材料也從銅箔換成鋁箔，鋁箔的價格也更便宜。

　　這些成本的疊加，能讓鈉離子電池材料的成本降低 30%~40%。

　　當然，這些需要建立在成熟的、規模化的產業鏈基礎上，現在還處在起步階段的鈉離子電池，成本還達不到這個效果。

　　除了降低成本、解放稀有金屬的考慮，鈉離子電池在低溫下的表現也很優秀。低溫可以說是目前電動汽車、動力電池的克星，寒冬里掉電快的缺點，一定程度上限制了電動汽車的適用范圍，讓寒冷地區的朋友望而卻步。相比于磷酸鐵鋰電池低于 0℃就會容量縮減、三元鋰電池寒冬時性能也大打折扣，鈉離子電池在-20℃時，有 90%以上的放電保持率，可以保證在冬天開車時，電池性能基本不打折扣。

　　對于用戶最關心的安全問題，鈉離子電池也比鋰電池更‘皮實’。相比于鋰電池不能過充、不能過放的特性，鈉電池雖然也不能過充，但是可以過放，將電池完全放電后不帶電運輸、儲存，發生事故的概率更低。就算在熱失控時，鈉電池的溫度也比鋰電池低得多，引發起火的概率相對更低。

　　成本、卡脖子的原材料、低溫性能和安全的特點，讓鈉離子電池受到國內多家電池企業的追捧。但優缺點分明，鈉離子半徑大、活性高等特點，也讓如何選擇電池正負極材料，如何提高能量密度等，成了技術難題。這就是為什么鈉離子電池與鋰電池幾乎同時代被發明，技術卻落后了很多年。

　　寧德時代在第一代鈉離子電池中，將正極材料體相結構進行電荷重排，避免普魯士白這種正極材料在循環過程中容量快速衰減；負極使用具有孔隙結構的硬碳材料取代石墨，提升電池的性能。因此，改良后的第一代鈉離子電池電芯的單體能量密度能達到 160Wh/kg，系統集成效率 80%以上，遠高于之前的鈉離子電池。而且可以實現快充，常溫下 15 分鐘可充電 80%以上。

　　雖然從性能上看，目前的鈉離子電池性能仍然略低于磷酸鐵鋰電池，不過作為第一代產品，跟已經成熟、能量密度趨于穩定的鋰電池比較，還是不太公平的。畢竟幾年前，我們也想不到鋰電池的性能可以飛升的這么迅速。

　　AB電池混搭，讓鈉電池盡快上車

　　現階段直接用鈉離子電池取代鋰電池，是不太現實的。不過應用是推動產品快速迭代、發展的最好手段。怎么把第一代鈉離子電池用到我們熟悉的電動汽車上，是一個關鍵問題。

　　寧德時代給出的答案是：AB 電池解決方案。在汽車的電池包中，一部分用鋰離子電池，一部分用鈉離子電池，讓兩種電池混搭使用。

　　通過 BMS 精準算法進行不同電池體系的均衡控制，讓兩種電池在自己適合的條件下發揮最大作用，取長補短。高能量密度的鋰電池，保證了整車的續航；鈉離子電池在低溫時優越的性能，也能保證電動汽車在寒冬里正常行駛；未來，成熟量產后的鈉離子電池，甚至還能拉低電池包的成本，進而讓電動車降價。

　　至于未來，寧德時代把下一代鈉離子電池的能量密度目標定在了 200Wh/kg，如果能達到這個目標，就跟現在三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池差不多了。也許到那個時候，混搭使用中，鈉離子電池的比例會逐漸增大，甚至全部用鈉電池代替鋰離子電池。

　　這樣一來，電動汽車的價格也許會更低，在冬天、寒冷的北方也不是問題了，使用場景更多了。

　　寫在最后

　　作為第一代鈉離子電池，從 0 到 1，從無到有，我們很難對它的性能提出更高的要求。它的出現，已經給我們帶來了驚喜，帶來了新的可能性。

　　至于未來，鈉離子電池能否取代鋰電池，讓電動汽車以更便宜的價格，開到更遠的地方？據說這款鈉離子電池已經計劃在某些車型和儲能項目中使用，時間約很快就能給出答案。