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宁德时代十分钟“钠”喊的弦外之音

2021-07-30 22:03:20来源:财讯网

7月29日15点30分,宁德时代召开了史上第一次全球发布会,光速发布了第一代钠离子电池。

整场发布会只有十分钟,没有冗长的介绍环节,没有复杂的背景资料,延续了宁德时代一贯的理工直男风格,“字少事大,人狠话不多”。

十分钟,全程无尿点,满满知识点。

能量密度:第一代钠电池电芯单体能量密度160Wh/kg,第二代电芯单体能量密度200Wh/kg(这能量密度比起初代锂电池刚过百的成绩,绝对算是赢在起跑线了,第一代钠电池搞储能、二轮车、微型电动车毫无问题,第二代则足以媲美磷酸铁锂);

低温能:在-20°C低温环境中,仍然有90%以上的放电保持率(不仅国内的低温焦虑可以撤退了,全球高纬度寒带地区电动化也可以捎带手普及了);

结构创新:钠锂混搭、取长补短的AB电池包设计(谁说鱼和熊掌不可兼得,双剑合壁,堪称天才创意);

产业化时间表:2023年建成钠离子电池基本产业链(上一波跟曾老板做锂电池的都发家致富走上人生巅峰了,这次曾老板又振臂一呼了,想发财还不赶紧跟上)。

这还不是全部,俗话说看不见的河底决定了水面的翻腾,发布会的弦外之音还有更多。

钠离子”缘何成为“宁”选之子

碳中和时代,一场以清洁能源替代化石能源的革命正加速到来。

这之中,不仅仅是环保问题,更重要的是能源的生产方式发生了变化。从人类学会钻木取火,开采自然资源直接利用成为主要方式,因此国家的富有与贫穷往往和资源的丰富与贫瘠成正比。

但如今,可再生能源不再有地域的壁垒,而是具有了普适,人们将用技术驱动替代能源依赖,家里有没有矿已经不重要了,反正光伏和风能是生生不息的,掌握能源转化和存储的关键技术才是核心。

电池就是这个“天选之子”。

自1991年被商用化以来,锂离子电池于众多二次电池中脱颖而出,迅速获得市场的认可。从最初的手机、电脑、无人机到汽车、轮船,锂离子电池的应用飞天遁地、上山下海,无处不在。

十年,因为技术的突飞猛进和商业应用的规模化,锂电池能量密度提升了三倍,成本下降了80%,循环寿命增加高达16年。储能电池突破了时间和空间的限制,实现了可再生能源发电替代传统的煤炭发电;电动汽车的动力电池实现了电能对石油的替代;有了5G、AI等前沿技术加持,电动化+智能化的集成创新应用获得了更大的想象空间。

在电动智慧无人矿山,以锂离子电池纯电驱动,融合5G技术的高效传输和智能互联,通过大数据算法,工作人员在千里之外就能实现无人驾驶、智能采矿作业。一块小小的锂电池,让人类生活方式发生了翻天翻地的变化。

总是走在科学最前沿的诺贝尔奖早就洞察了正在发生的能源与社会巨变,他们在2019年就将化学诺尔贝奖授予给了三位科学家,以表彰他们发明锂电池产生的巨大社会贡献,并赞誉他们奠定了无线、无化石燃料社会的基础。

大需求、大市场、大生态,在碳中和背景下,锂离子电池是当仁不让的牛鼻子,将快速进入TWh时代。根据《彭博新能源财经》日发布的《新能源展望》年度报告,2030年交通和储能对锂离子电池的需求将激增至5.9Twh,而2020年,全球动力电池产能只有100Gwh的量级,这意味着59倍级产能的跃升,一个价值五万亿元的新蓝海汹涌而来。

如同天南地北的老饕对于事物有着不同的偏好,人们对于电力的需求也是五花八门,显而易见的是,单一的技术路线不可能满足所有的需求。更为重要的是,当重要和唯一叠加在同一产业链上时,资本效应带来的往往是负面。

符合经济学和市场逻辑的是,当市场需求足够大,必然进入多层次、多类型、多元化阶段,各种电动化场景层出不穷,过去锂电池包打天下已无法满足细分市场需求,需多点开花。

化学元素有一百多种,作为“宁”选之子钠离子到底有何天赋异禀?

钠与锂同属第一主族,具有相同工作原理。钠离子电池长板很突出,低温能好、适合快充、安全稳定。更重要的是钠在地球上的含量太丰富了,海水里都是氯化钠,因此钠离子电池被业界一度被视为极具潜能电池体系。

但是钠也有天生的短板,它的电位比锂高,钠离子比锂离子大且重,在材料中无论是嵌入、脱嵌都会导致电极材料体积膨胀或者材料失活,因此能量密度低、循环寿命短,而这两个指标恰恰是电池的核心竞争力。

正因为如此,钠离子电池尽管有着跟锂离子几乎同样长的研究历史,但核心材料均未取得关键技术突破。

宁德时代的钠离子电池“攻坚战”

21世纪什么最难,基础学科创新最难。

宁德时代创始人、董事长曾毓群在发布会上说,有人认为,电池的化学体系已经很难创新了,只能在物理结构上做些改进。这也是市场的主流认知,年来电池领域的创新多为结构创新,比如CTP,刀片电池,而化学体系的创新鲜有耳闻,甚至有媒体说电池技术的发展,早已进入一个相对停滞期。

宁德时代在一片质疑声中躬身入局,上百亿的研发投入,5000多研发人员的皓首穷经,展现出了碾压式的竞争力。

化学体系创新有多难呢?

电池是个复杂化学体系,数十种成分,纳米级材料,在有限的空间内进行能量转换,还要兼顾安全、循环寿命、倍率能,可以说是一门精妙的科学,极其考验电池企业对材料全面的理解。

攻关钠离子,宁德时代祭出了两大法宝:即让人不明觉厉的高通量计算台和模拟仿真技术,在纳米级的空间里解析分子结构与作用机理,寻找各种材料基因的结合点,开发各具优势的化学材料和体系。本质上比拼的是对材料原理的理解和算法算力。

宁德时代的第一代钠离子电池用普鲁士白为正极材料,硬碳作为负极,提升能量密度的同时,更重要的是解决了钠离子电池在循环过程中容量快速衰减的世界难题,从而攻克了产业化的最后一关。

听说宁德时代有句口号叫“练好基本功,发挥想象力”,如果说化学体系创新是基本功,宁德时代则在电池结构上展现了天才的创意,首创锂钠合璧的AB电池。

实现这个创意的核心难点是BMS对于不同化学体系的SOC的精准动态调整,侧面说明宁德时代在算法领域的实力。这个混搭电池不仅发挥了锂电池的能量密度优势,又叠加了钠电池的低温、快充特长。

至此,短板已解决,长板更明显,宁德时代已经漂亮地完成了从技术到产品的推进,下一步就看如何商业化了。

钠离子何时量产装车?

光说不练假把式。在新能源产业,2020年我们已经收获了太多的预期,拿出量产才是真本事。

对此,宁德时代没有回避,明确表示“已启动产业化布局,2023年前将基本形成产业链,欢迎相关研究机构、上游材料供应商和下游电池应用端一起参与,共同加速钠离子电池产业链的完善和发展。”大有武林盟主广发英雄帖的感觉。

时代总是奖励那些最先发现潮流并顺应潮流的人,20年前,现代电子信息技术的巨大变革带来社会经济结构质的飞跃,走在变革前沿的人演绎了一浪又一浪的互联网造富神话。而在能源革命与交通革命的交汇点处,更大的势能已经积聚好了力量。

在第一代钠离子电池的发布会上,宁德时代回答了关于产业化的“灵魂拷问”。

钠离子电池的材料易得吗?钠离子电池体系与当前锂离子体系相比,正极材料方面,存在层状氧化物和普鲁士蓝等多条技术路线;负极材料方面,主流是硬碳等碳基材料,集流体可以用更为便宜的铝。

制造工艺成熟吗?钠离子电池体系可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容,无缝衔接,快速完成产能布局。由此可见,上游供应链只要建立了正负极材料等产业链,钠离子电池产业化可以复制甚至嫁接成熟的锂电池工业化体系。

应用市场大吗?小众市场可以一款产品打天下,越是大规模市场对于电池的差异化需求越发明显。钠离子电池的低温和快充能很能打,采用AB电池结构或待下一代能量密度突破200Wh/kg,钠离子电池足以跟磷酸铁锂电池相媲美,还有规模化以后的成本优势也很诱人,整体想象空间巨大。

钠离子电池产业化后会替代锂离子电池吗?就像飞机的发明并不会替代火车,碳中和推动了新能源产业蛋糕越做越大,新的应用场景不断产生,钠离子电池与锂离子电池各具优势,将共存互补。宁德时代要的是开疆拓土,不是左手打右手。

两年再造一个产业链,可能吗?从锂离子电池产业链构建的经验和成就来看,正如曾毓群所说,宁德时代已形成了从前沿基础研究,到产业化应用,再到大规模商业化的快速转化能力。

这个不是吹牛,锂电产业链多少个千亿市值的企业,多少人跟着曾老板奋斗都发财了。包括他老家宁德,这个曾经的全国18个集中连片特困地区之一,如今已经是全球最大的动力电池生产基地,全世界四分之一的电动汽车电池产自这里。

短短几年时间,宁德时代带动上汽、厦钨、杉杉、格林美等50多家上下游企业落户宁德,上汽宁德基地就是为了宁德时代而来,开创了下游为配套上游就建厂的业界先河。

有钱,有人,有资源调动能力,又踩中了碳中和的风口——这大概是宁德时代官宣2023年建成钠离子电池基本产业链的底气所在。

还有一个可能被忽视的细节。

7月15日,钠离子电池迎来了政策利好,国家发改委、能源局联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》指出:新型储能是支撑新型电力系统的重要技术和基础装备,将在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用。要加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范。印象中这是钠离子第一次登上国家文件,而且被明确扶植,代表了国家层面对钠离子的战略定位。

写在最后

乐观主义者从每次危险中看到机遇,悲观主义者都从每次机遇中看到危险,而宁德时代一直保持着居安思危死磕自己的精神。历史证明,曾毓群在对不同技术路线的选择上有着精准的判断。

在国内大部分电动车装配都是磷酸铁锂时,宁德时代一直坚持“花大气做困难的事”,埋头研发、迭代三元锂电池,并且秉承“不能偏科”的观念,铁锂三元两手抓,最终在2017年三元电池热潮中,问鼎世界第一,而在2020年铁锂回潮时亦吃到了最大的红利。

有人质疑曾公舞剑,意在打压锂资源价格,只能说燕雀安知鸿鹄之志?

这一次,钠离子风来了,你还来得及上车吗?

(转载自:汽车商业评论  撰文:温莎)

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