寧德時(shí)代的“能量魔方”，鈉離子電池新起點(diǎn)

　　鈉離子電池在低溫性能、快充以及環(huán)境的適應(yīng)性等方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，與鋰離子電池相互兼容互補(bǔ)。

　　2020年一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情，讓日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題再次成為世人關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　以中國(guó)為主的全球主要經(jīng)濟(jì)體，將改善環(huán)境問(wèn)題的突破口，聚焦于通過(guò)植樹(shù)造林、節(jié)能減排等形式，抵消人類活動(dòng)制造的二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”，即“碳中和”目標(biāo)。

　　關(guān)于碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，2021年7月15日，中國(guó)工程院院士、上海交通大學(xué)副校長(zhǎng)黃震教授，在接受媒體采訪時(shí)表示，實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，需要顛覆性的技術(shù)。

　　值得注意的是，今年5月份，中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授金涌也曾在接受采訪時(shí)表達(dá)該觀點(diǎn)。

　　由此可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)需要顛覆性技術(shù)賦能，已經(jīng)是學(xué)術(shù)界的普遍共識(shí)。想要單純依靠節(jié)能減排等傳統(tǒng)辦法，無(wú)論如何量變，也無(wú)法產(chǎn)生質(zhì)變。即單純通過(guò)植樹(shù)、少使用化石能源等手段，無(wú)法達(dá)成二氧化碳“零排放”目標(biāo)。

　　就碳排放大戶，汽車(chē)整車(chē)業(yè)來(lái)看，若保持其燃油車(chē)時(shí)代的碳排放量，按照全球近年來(lái)汽車(chē)整車(chē)銷量不斷提升的情況來(lái)看，整車(chē)行業(yè)似乎永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo);故此新能源車(chē)順勢(shì)而起，銷量不斷提升。

　　在此背景下，占新能源車(chē)成本近40%的動(dòng)力電池，自然成為限制新能源車(chē)企產(chǎn)能的重要一環(huán)。在新能源車(chē)旺盛的需求面前，全球動(dòng)力電池產(chǎn)能持續(xù)告急，行業(yè)迫切需要新鮮血液補(bǔ)充。

　　寧德時(shí)代作為全球主要?jiǎng)恿﹄姵毓��?yīng)商，自成立至今一直堅(jiān)持技術(shù)多元化發(fā)展路線，積極探索清潔能源轉(zhuǎn)型。正如公司創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)曾毓群所說(shuō)：多元化的技術(shù)路線，是這個(gè)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。

　　在多元化發(fā)展策略指引下，寧德時(shí)代不僅在鋰離子動(dòng)力電池領(lǐng)域做到全球第一，還持續(xù)推動(dòng)鈉離子動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展。

　　公司7月29日發(fā)布的第一代鈉離子動(dòng)力電池，能量密度已經(jīng)達(dá)到160Wh/kg，已經(jīng)達(dá)到商用標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)超此前市場(chǎng)預(yù)期。未來(lái)隨著公司其他技術(shù)路線日趨成熟，寧德時(shí)代或?qū)⑼瞥鰺o(wú)鈷電池甚至固態(tài)動(dòng)力電池。

　　01 下游需求放量，動(dòng)力電池再添新軍

　　采用動(dòng)力電池的新能源汽車(chē)，自2020年開(kāi)始出貨量快速提升。根據(jù)EV volumes數(shù)據(jù)，2020年全球新能源汽車(chē)的的銷量為324萬(wàn)，而2019年同期為226萬(wàn)，同比增長(zhǎng)了43.36%。

　　僅以國(guó)內(nèi)為例，2020年中國(guó)新能源車(chē)銷量136.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)10.9%。其中，純電動(dòng)汽車(chē)銷量為109.4萬(wàn)輛，同比增11.6%;插電式混合動(dòng)力汽車(chē)銷量為24.9萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)8.4%;電動(dòng)車(chē)滲透率從2019年的4.7%提升至2020年的5.4%。

　　時(shí)至今日，電動(dòng)車(chē)滲透率進(jìn)一步提升。根據(jù)蓋世汽車(chē)研究院數(shù)據(jù)可知，2021年5月、6月汽車(chē)銷量同比下降的背景下，內(nèi)燃機(jī)車(chē)型(ICE)占比，從今年4月份86.3%降至6月份的82.55%。電池動(dòng)力汽車(chē)(BEV)占比從8%提升至10.98%，增速明顯。

　　據(jù)此測(cè)算，國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)銷量未來(lái)5年復(fù)合增長(zhǎng)率在40%左右;到2025年有望超過(guò)800萬(wàn)輛，是2020年的6.4倍，是2021E(260萬(wàn)輛)的3.3倍。按照2025年汽車(chē)總銷量2500萬(wàn)輛預(yù)計(jì)，新能源車(chē)銷量滲透率達(dá)32%。

　　在以動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的新能源車(chē)型(BEV)中，動(dòng)力電池成本占比將近40%。因此市場(chǎng)一度認(rèn)為買(mǎi)BEV汽車(chē)，就是在買(mǎi)電池。BEV出貨量大幅提升，直接推動(dòng)動(dòng)力電池市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)容。

　　據(jù)SNEResearch數(shù)據(jù)顯示，2020年以鋰動(dòng)力電池為主的全球車(chē)用動(dòng)力電池裝機(jī)量同比增長(zhǎng)17%，達(dá)到137GWh。寧德時(shí)代和LG新能源2020年出貨量分別為50GWh和48GWh，占據(jù)了全球電池市場(chǎng)的半數(shù)以上，逐漸呈現(xiàn)雙寡頭格局。

　　以國(guó)內(nèi)為例，寧德時(shí)代以總裝機(jī)量31.79GWh無(wú)懸念登頂，且大比分領(lǐng)先其他對(duì)手，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總裝機(jī)量的一半;比亞迪排名第二，市場(chǎng)份額達(dá)到14.9%;第三名LG化學(xué)裝機(jī)量與前兩名有不小的差距，為4.13GWh，占市場(chǎng)總裝機(jī)量的6.5%。

　　作為動(dòng)力電池發(fā)展路徑重要組成部分，固態(tài)電池技術(shù)尚不成熟，鈉離子動(dòng)力電池則長(zhǎng)期受限于能量密度較低，多用于儲(chǔ)能領(lǐng)域。

　　2021年7月29日，寧德時(shí)代在其技術(shù)多元化發(fā)展戰(zhàn)略指引下，終于突破鈉離子動(dòng)力電池能量密度低的技術(shù)瓶頸，符合商用標(biāo)準(zhǔn)，推出第一代鈉離子動(dòng)力電池。

　　02 更好的化學(xué)穩(wěn)定性與低溫性能

　　對(duì)于習(xí)慣了鋰離子電池的投資者而言，鈉離子電池的應(yīng)用前景，以及應(yīng)用可行性一直是其最關(guān)心的問(wèn)題。

　　實(shí)際上，鈉離子電池和此前常見(jiàn)的“鋰電池”沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，不過(guò)是動(dòng)力電池多元化發(fā)展的一個(gè)分支。又因?yàn)殇囯x子動(dòng)力電池，長(zhǎng)期占據(jù)投資者和消費(fèi)者心理認(rèn)知，人們接受新技術(shù)需要一定時(shí)間。

　　寧德時(shí)代此次發(fā)布的第一代鈉離子電池，電芯單體能量密度已經(jīng)達(dá)到160Wh/kg，與磷酸鐵鋰動(dòng)力電池相當(dāng)。

　　而且公司研究團(tuán)隊(duì)在前人研究基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地對(duì)材料的體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排，對(duì)材料表面進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)，解決了材料在循環(huán)過(guò)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)化的條件。在發(fā)布會(huì)上，公司還提出第二代鈉離子電池能量密度將提升至200Wh/kg。

　　疊加常溫狀態(tài)下，鈉離子動(dòng)力電池僅需充電15分鐘就能實(shí)現(xiàn)80%電量，理論上來(lái)看，搭載鈉離子動(dòng)力電池的車(chē)型，足以應(yīng)對(duì)日常通勤甚至短途游等應(yīng)用場(chǎng)景。

　　除能量密度超預(yù)期外，鈉離子電池由于化學(xué)性質(zhì)更為穩(wěn)定，在低溫環(huán)境中表現(xiàn)明顯優(yōu)于鋰離子電池。在零下20℃的低溫環(huán)境下，鈉離子電池放電保持率可以保持在90%以上，為新能源車(chē)企打開(kāi)低溫地區(qū)市場(chǎng)提供基礎(chǔ)保障。

　　從中汽協(xié)數(shù)據(jù)可知，東北地區(qū)在2021年一季度，客車(chē)銷售同比增速最高，同比增加180%;但銷量依舊較低，伴隨近年來(lái)東北持續(xù)推出經(jīng)濟(jì)刺激措施，未來(lái)汽車(chē)銷量仍有較大增長(zhǎng)空間。

　　同理，國(guó)內(nèi)西北地區(qū)客車(chē)銷量有望共振增長(zhǎng)，新能源車(chē)企在鈉離子動(dòng)力電池賦能下，有望逐步打開(kāi)低溫地區(qū)市場(chǎng)，從而推動(dòng)寧德時(shí)代增加新的營(yíng)收來(lái)源。

　　在此次發(fā)布會(huì)上鈉離子電池在低溫性能、快充以及環(huán)境的適應(yīng)性等方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，與鋰離子電池相互兼容互補(bǔ);所以多元化的技術(shù)路線也是我們這個(gè)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。

　　值得注意的是，在此之前鈉離子電池已經(jīng)應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域，但是單體能量密度普遍較低。

　　此次寧德時(shí)代發(fā)布的高密度鈉離子電池，有望在儲(chǔ)能領(lǐng)域進(jìn)一步推廣，替換此前強(qiáng)制報(bào)廢后檢驗(yàn)合格使用的梯次鋰電池，以及在大規(guī)模儲(chǔ)能中取代傳統(tǒng)鉛酸電池。

　　03 “鈉、鋰”之間，拒絕“左右互搏”

　　除擔(dān)心鈉離子電池能量密度低之外，市場(chǎng)普遍認(rèn)為寧德時(shí)代推出鈉離子電池將對(duì)鋰電池市場(chǎng)帶來(lái)負(fù)面影響，從而動(dòng)搖其鋰離子電池基本盤(pán)穩(wěn)定性。

　　寧德時(shí)代在此次發(fā)布會(huì)上針對(duì)這種擔(dān)心給出明確回應(yīng)，公司開(kāi)發(fā)了AB電池解決方案，用以實(shí)現(xiàn)鈉離子電池與鋰離子電池的集成混合共用。拒絕“左右互搏”的情況出現(xiàn)。

　　而且鈉離子電池同樣是一種嵌脫式“搖椅”電池，工作原理與鋰離子電池的工作原理類似，即充電時(shí)鈉離子從正極脫嵌進(jìn)入負(fù)極，放電時(shí)鈉離子從負(fù)極進(jìn)入正極，外電路電子從負(fù)極進(jìn)入正極鈉離子被還原成鈉。

　　據(jù)此特點(diǎn)，寧德時(shí)代按一定比例，將鈉離子電池與鋰離子電池通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)等形式，進(jìn)行排列混搭后，把兩種電池集成到一個(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。

　　這種方案，不僅彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段能量密度略低于鋰電池的端板，也發(fā)揮出其高功率、耐低溫的性能優(yōu)勢(shì)，從而適配更多應(yīng)用場(chǎng)景，提高新能源車(chē)滲透率的同時(shí)，進(jìn)一步幫助汽車(chē)產(chǎn)業(yè)早日實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。

　　其實(shí)，無(wú)論當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)鈉離子動(dòng)力電池有多少擔(dān)憂，鈉離子動(dòng)力電池，在AB方案推動(dòng)下，未來(lái)大范圍商用其實(shí)只是時(shí)間問(wèn)題。因?yàn)樵诩夹g(shù)成熟后，鈉離子動(dòng)力電池制備成本，遠(yuǎn)低于鋰離子電池。

　　據(jù)光大證券參考CATL提出的CTP技術(shù)建設(shè)的成本模型，假設(shè)模組硬件物料成本降低80%，減掉相應(yīng)的模組組裝設(shè)備和人員，那么Pack成本下降約10%-15%;如果良品率提升至98%，成本將進(jìn)一步下降約1.5%-2%。

　　對(duì)于動(dòng)力電池下游廠商而言，整車(chē)廠無(wú)論在燃油車(chē)時(shí)代，還是新能源車(chē)時(shí)代，盡可能實(shí)現(xiàn)利益最大化，才是其追求的目標(biāo)。

　　而且根據(jù)《電動(dòng)汽車(chē)購(gòu)買(mǎi)意愿的離散選擇分析》一文數(shù)據(jù)，性能和價(jià)格是人們選擇購(gòu)買(mǎi)的重要因素;尤其是價(jià)格敏感型消費(fèi)者，極致性價(jià)比才是其購(gòu)車(chē)主要考量因素。

　　伴隨鈉離子電池技術(shù)不斷迭代，以及在寧德時(shí)代AB系統(tǒng)推動(dòng)下，鈉離子電池市場(chǎng)認(rèn)可度越來(lái)越高后，未來(lái)或?qū)⑦\(yùn)用于中低端車(chē)型;而目前市場(chǎng)認(rèn)可度更高的鋰離子動(dòng)力電池可以繼續(xù)聚焦中高端車(chē)型，二者互不沖突。

　　關(guān)于動(dòng)力電池領(lǐng)域的研究，很多人認(rèn)為認(rèn)為其化學(xué)體系已很難創(chuàng)新，只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)。但正如寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群所說(shuō)：電化學(xué)的世界，就像能量魔方，未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知，寧德時(shí)代將樂(lè)此不疲地探索著其中的奧秘。(作者：聶來(lái)斌)