有了它，特斯拉們又要降價(jià)了
在凡爾納的筆下，鸚鵡螺號(hào)是一艘永遠(yuǎn)沒有「焦慮」的潛艇。
鸚鵡螺號(hào)潛艇模型。圖片來自：FIGURE COMPLEX
通過提煉海水中的鈉，與汞混合，制成電池，供鸚鵡螺號(hào)行駛，為船員提供日常用電，永不停歇。
與凡爾納小說暢想的「潛艇」、「火箭」進(jìn)入現(xiàn)實(shí)類似，鸚鵡螺號(hào)上的「鈉元素」同樣出現(xiàn)在了當(dāng)下或者近未來的「化學(xué)電池」之中。
有人在議論，電池的化學(xué)體系已經(jīng)很難創(chuàng)新了，只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)。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，我們樂此不疲地探索其中的奧秘。
寧德時(shí)代創(chuàng)始人兼董事長曾毓群。圖片來自：寧德時(shí)代
而寧德時(shí)代所發(fā)布的第一代鈉離子電池就是曾毓群博士以及寧德時(shí)代對電化學(xué)「能量魔方」的一個(gè)探索。
鈉離子電池其實(shí)早在 19 就被提出，但一直到寧德時(shí)代第一代鈉離子電池公布之前，它依然處于研究階段。
阻礙鈉離子電池進(jìn)入投產(chǎn)、量產(chǎn)的主要因素還是能量密度與使用壽命上。
國內(nèi)的中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源公布的鈉離子電池能量密度分別為 135Wh/kg、120Wh/kg，而英國 Faradion 公司能量密度則達(dá)到 140Wh/kg。
在使用壽命上，上述三家公司的鈉離子電池循環(huán)次數(shù)分別為大于 2000 次、大于 1000 次和 1000 次。
作為對比，磷酸鐵鋰電池能量密度平均在 180Wh/kg，循環(huán)次數(shù)大于 6000 次。三元鋰電池則接近 300Wh/kg 和 3000 次。
而寧德時(shí)代公布的第一代鈉離子電池則來到了 160Wh/kg 的能量密度，為「全球最高水平」。并且，下一代鈉離子電池能量密度會(huì)突破 200Wh/kg。
這個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)超越了現(xiàn)在部分磷酸鐵鋰電池的水平。
而在壽命上，寧德時(shí)代在采訪中透露，其循環(huán)次數(shù)已經(jīng)超過了 3000 次，已經(jīng)超越行業(yè)平均水準(zhǔn)。
而在其他維度上，第一代的鈉離子電池也有了一定的優(yōu)勢。
由于鈉元素地殼含量豐富，且分布于全球，鈉離子化合物容易獲取，相對于鋰，價(jià)格穩(wěn)定且低廉。根據(jù)中信證券的調(diào)研報(bào)告，鈉離子電池 BOM 成本也會(huì)直接降低 30%。
有了它，現(xiàn)在用著鋰電池的特斯拉們，還有不小的降價(jià)潛力
另外，鈉離子電池有著更好的耐溫性，在零下 20℃ 下，仍有 90% 以上的放電效率，冬天終于可以大膽的開空調(diào)了。
第一代鈉離子電池在 15 分鐘內(nèi)可以充入 80% 電量，具備了快充能力。
產(chǎn)業(yè)上，寧德時(shí)代為鈉離子電池開發(fā)的新型電解液體系，可以兼容現(xiàn)行的鋰離子電池工藝及設(shè)備，有量產(chǎn)的潛力。
而相對于鋰，鈉離子更為穩(wěn)定，安全性已經(jīng)超越了國家動(dòng)力電池強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
綜合來說，寧德時(shí)代所公布的第一代鈉離子電池在能量密度、安全性、成本、使用壽命、耐溫性、補(bǔ)能速度等六個(gè)維度上，已經(jīng)可以媲美磷酸鐵鋰，以及開始接近鋰電池的性能。
就在發(fā)稿之前，特斯拉 Model 3 標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版直降 15000 元，補(bǔ)貼后來到 23.59 萬元。
倘若用上成本更低的鈉離子電池后，理論上特斯拉、小鵬或者蔚來也有可能下探到更低的價(jià)格。
但在暢想電動(dòng)車降到白菜價(jià)之前，還得附上鈉離子電池量產(chǎn)并商用的前提。
雖然第一代鈉離子電池在產(chǎn)品力上已經(jīng)可以比肩磷酸鐵鋰電池，并且相關(guān)的生產(chǎn)線也會(huì)兼容當(dāng)前的鋰離子電池，但寧德時(shí)代表示相關(guān)的供應(yīng)鏈建設(shè)要到 2023 年。
也就意味著，寧德時(shí)代的鈉離子電池達(dá)到大規(guī)模商用和批量上市，至少還要等個(gè) 2 年，屆時(shí)不排除直接量產(chǎn)新一代擁有 200Wh/kg 能量密度的鈉離子電池。
即便如此，鈉離子電池的能量密度與三元、四元鋰電池仍然有著不小的差距。
晉江 100MWh 級(jí)儲(chǔ)能電站。圖片來自：寧德時(shí)代
未來幾年內(nèi)，鈉離子電池的主要應(yīng)用領(lǐng)域不會(huì)是特斯拉這種電動(dòng)車的動(dòng)力電池，而是會(huì)面向儲(chǔ)能、機(jī)械作業(yè)工具和二輪（小型低續(xù)航）電動(dòng)車。
或者說，鈉離子電池挑戰(zhàn)的是并非是三元鋰電池、半固態(tài)電池，而是準(zhǔn)備取代傳統(tǒng)的鉛酸電池，以及挑戰(zhàn)磷酸鐵鋰電池。
當(dāng)鈉離子電池推向市場后，可能會(huì)與鋰電池應(yīng)用場景互補(bǔ)，各自滿足不同細(xì)分市場的應(yīng)用需求。
當(dāng)然，這都是業(yè)內(nèi)基于現(xiàn)狀的預(yù)估，并非是定數(shù)。
在寧德時(shí)代公布一代鈉離子電池的同時(shí)，還針對鈉離子能量密度不夠的缺點(diǎn)，開發(fā)了 AB 電池方案，在一個(gè)電池包內(nèi)把鈉離子電池與鋰離子電池混合共用。
如此串聯(lián)并聯(lián)成為一個(gè)電池包后，彌補(bǔ)鈉離子電池能量密度的不足，發(fā)揮鈉離子低溫、穩(wěn)定、高功率的優(yōu)勢。
這種「集成」的動(dòng)力電池包極有可能會(huì)用在一些廠商的入門車型之中，繼續(xù)拉低電動(dòng)車價(jià)位或者繼續(xù)降價(jià)。
「電化學(xué)的世界是能量魔方，有著很多未知」，但它也更像是魔方大廈，現(xiàn)在的電池工業(yè)，也如同走入魔方大廈的萊克一般，迷失在其中，一直沒有找到出口。
特斯拉 2170 鋰離子電池.
從 1996 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主約翰?古迪納夫（John Goodenough）發(fā)現(xiàn)磷酸鋰鐵可以作為鋰離子電池的正極材料，到鋰電池走出實(shí)驗(yàn)室商用，鋰離子電池技術(shù)的變化更多是量變。
特斯拉在去年 9 月發(fā)布的 4680 新電池，更多的是在電池設(shè)計(jì)上提升電池功率。新電池采用無極耳的方案，能量密度提高，成本降低，并會(huì)有望量產(chǎn)。
不過在上個(gè)月，馬斯克取消了搭載 4680 新電池，且續(xù)航超過 800km 的 Model S Plaid+，并在推特上表示「因?yàn)?Plaid 已足夠好，不需要了 Plaid+ 」。
但特斯拉十分需要 4680 電池的量產(chǎn)來提升自己的技術(shù)優(yōu)勢，馬斯克表示 4680 電池會(huì)在明年量產(chǎn)，且會(huì)用于德州產(chǎn)的 Model Y 上。
現(xiàn)實(shí)是，特斯拉的德州工廠仍在建設(shè)，4680 電池仍在試驗(yàn)和測試階段。甚至，路透社表示尚不清楚 4680 電池量產(chǎn)的具體時(shí)間以及兌現(xiàn)馬斯克在電池日上所說的宏偉目標(biāo)。
而蔚來在今年 1 月份伴隨著新車型 ET7 也推出了一款能量密度為 360Wh/kg 的「固態(tài)電池」，預(yù)計(jì)會(huì)在 2022 年第四季度交付。
搭載該「固態(tài)電池」的電池包，ET7 NEDC 續(xù)航里程將超過 1000km。
但實(shí)際上，蔚來稱之為「固態(tài)」的電池，仍有電解液與隔膜，嚴(yán)格來說這并非是真正的固態(tài)電池。
無論是特斯拉的 4680 電池，還是蔚來所謂的「固態(tài)電池」，比亞迪的「刀片」電池，以及寧德時(shí)代的鈉離子電池，都是從物理材料、結(jié)構(gòu)上進(jìn)行創(chuàng)新和改良，并非是顛覆性的質(zhì)變。
至于能夠帶來「質(zhì)變」的電池，「固態(tài)電池」是一個(gè)方向，但一直到現(xiàn)在并沒有電池廠商給出可行方案，更多的是像特斯拉一樣，列出了一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，LG 新能源的亞洲營銷總經(jīng)理就透露，「爭取在 2026 年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)全固態(tài)電池」，但量產(chǎn)并不等同于商用，因此時(shí)間點(diǎn)并不明朗。
在沒有找到化學(xué)的電池這座「魔方大廈」的出口之前，解決焦慮只能冒險(xiǎn)提升充電功率來實(shí)現(xiàn)，盡可能的減少補(bǔ)能時(shí)間。
如果按照加油機(jī) 30L/min 的流量為標(biāo)準(zhǔn)，不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目梢运愠鲆惠v汽油車加油功率大概是 1700kW，而特斯拉 V3 超級(jí)充電樁的充電功率峰值大概是 250kW，差距一眼便明，更別說加油站與充電站在數(shù)量上的差距。
五菱宏光 miniEV.
但如果在這些對比之前加入一個(gè)更低的成本呢？或許這是電動(dòng)車目前想要普及，以及增加競爭力的一個(gè)方向。
寧德時(shí)代所發(fā)布的鈉離子電池可能在能量密度和壽命上可能并不及鋰電池，但商用后，更低的成本顯然可以讓很多電動(dòng)車廠商在價(jià)格上更自由的發(fā)揮了。
本文來自微信公眾號(hào) “愛范兒”（ID：ifanr），作者：杜沅儐，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
