盡管業(yè)內(nèi)對于鈉離子電池已有一定預(yù)期,但當(dāng)7月29日寧德時(shí)代第一代鈉離子電池正式發(fā)布時(shí),還是如平地驚雷,令資本市場和動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)為之一動(dòng)。
自大規(guī)模商用化應(yīng)用以來,20年間鋰離子電池因性能成本等優(yōu)勢擊敗一眾對手,牢牢占據(jù)市場“C位”。小到手機(jī)、電腦、攝像機(jī),大到汽車、船舶,鋰離子電池可謂上天入海、無所不在。
但隨著寧德時(shí)代第一代鈉離子電池的發(fā)布,這一局面有望得到改變。“有人認(rèn)為電池的化學(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。”在寧德時(shí)代董事長曾毓群看來,動(dòng)力電池行業(yè)前景光明、大有可為。
據(jù)中金公司測算,未來5年鈉離子電池在小動(dòng)力與儲(chǔ)能領(lǐng)域的潛在市場空間有望超過90GWh。中信證券則表示,寧德時(shí)代率先發(fā)布第一代鈉離子電池,能量密度等性能、AB結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等超出市場預(yù)期。在全球汽車電動(dòng)化趨勢確定,高端動(dòng)力電池緊缺,同時(shí)全球儲(chǔ)能市場臨近爆發(fā)背景下,公司作為全球大型電池龍頭,充分享受行業(yè)爆發(fā)成長。考慮到公司業(yè)務(wù)高成長性,給予其754元/股的目標(biāo)價(jià),維持“買入”評級(jí)。
與此同時(shí),寧德時(shí)代方面表示,公司已開始與車企和儲(chǔ)能客戶展開第一代鈉離子電池的商業(yè)化合作,也已經(jīng)開始進(jìn)行鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化布局,計(jì)劃于2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。
為什么是鈉?
事實(shí)上,將鈉離子作為電池正極的技術(shù)路線早在上世紀(jì)70年代就曾提出。
與鋰離子電池相比,鈉離子電池的優(yōu)勢在于材料成本更便宜易得,鈉離子電池正負(fù)極集流體均為鋁箔,成本低于鋰離子電池負(fù)極的銅箔,據(jù)機(jī)構(gòu)估算數(shù)據(jù)顯示,鈉離子電池的材料成本將較鋰離子電池成本下降30%至40%。同時(shí),鈉離子電池在低溫性能和快充方面具有明顯優(yōu)勢,在高寒地區(qū)高功率應(yīng)用場景中能夠有效解決鋰離子電池衰減的問題。
不過,相較鋰離子,鈉離子體積較大,在材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能方面要求更為嚴(yán)苛,能量密度與循環(huán)次數(shù)表現(xiàn)均不如鋰離子電池,而這兩項(xiàng)指標(biāo)恰恰是電池商業(yè)化應(yīng)用的重要考量。根據(jù)中信證券測算,當(dāng)前鈉離子電池電芯單體能量密度在120Wh/kg上下,低于磷酸鐵鋰電池的180Wh/kg和三元鋰電池的240Wh/kg。
針對材料方面的難題,寧德時(shí)代采用了克容量較高的普魯士白材料作為正極材料,同時(shí)對材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排,解決了普魯士白在循環(huán)過程中容量快速衰減這一難題。而在負(fù)極材料方面,寧德時(shí)代開發(fā)了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料,該材料具有克容量高、易脫嵌、優(yōu)循環(huán)的特性。此外,寧德時(shí)代還為鈉離子電池開發(fā)了新型電解液體系。
“基于材料體系的突破,寧德時(shí)代第一代鈉離子電池單體電池能量密度達(dá)到了160Wh/kg,這是目前全球極高水平,且在常溫下充電15分鐘就可補(bǔ)充80%電量,賦予了電池快充能力。不僅如此,在零下20攝氏度的低溫環(huán)境下,也擁有90%以上的放電保持率。同時(shí)在系統(tǒng)集成效率方面,也可達(dá)到80%以上。”寧德時(shí)代研究院副院長黃起森表示。
盡管鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展尚屬于初期階段,但在中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教看來,對于寧德時(shí)代這樣體量的企業(yè)來說,多技術(shù)并存是最為合適的選擇,多一條技術(shù)路線就可以多一個(gè)應(yīng)用場景,有利于擴(kuò)大市場份額。
“‘碳中和’催生了萬億瓦時(shí)級(jí)的電池需求,推動(dòng)了新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,新的應(yīng)用場景不斷產(chǎn)生,給了不同技術(shù)施展的舞臺(tái)。多元化的技術(shù)路線,也將助力產(chǎn)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展。”曾毓群表示。
鈉離子電池用在何處?
此前,鈉離子電池技術(shù)一直被認(rèn)為是鋰離子電池的補(bǔ)充。華金證券分析認(rèn)為,考慮其理論能量密度低于鋰離子電池,或?qū)o法在高端汽車上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。相對而言,鈉離子電池將更多在儲(chǔ)能市場和低端動(dòng)力電池市場對鋰離子電池實(shí)現(xiàn)部分替代。
國金證券新能源與電力設(shè)備首席分析師姚遙亦認(rèn)為,憑借低成本和寬工作溫度等優(yōu)勢,寧德時(shí)代鈉離子電池未來最為核心的應(yīng)用場景,或許將是對能量密度相對要求不高的儲(chǔ)能領(lǐng)域。
日前,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提及在儲(chǔ)能領(lǐng)域加快飛輪儲(chǔ)能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)模化試驗(yàn)示范。這也被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用獲得的政策層面支持。
據(jù)光大證券研報(bào)則預(yù)測,鈉離子電池在儲(chǔ)能、電動(dòng)兩輪車和A00級(jí)別汽車領(lǐng)域均有不錯(cuò)的應(yīng)用前景;其預(yù)計(jì)2025年,以上領(lǐng)域能量需求量分別為48GWh、41GWh和34GWh。
但寧德時(shí)代顯然并不想局限鈉離子電池的應(yīng)用場景。本次發(fā)布會(huì)上,材料創(chuàng)新以外,同時(shí)發(fā)布的還有電池集成方面的一項(xiàng)創(chuàng)新——AB電池解決方案,即鈉離子電池與鋰離子電池同時(shí)集成到同一電池系統(tǒng)內(nèi),按一定比例和排列進(jìn)行混搭、串聯(lián)、并聯(lián)、集成,并通過BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制,既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板,也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能的優(yōu)勢,可適配更多應(yīng)用場景。
創(chuàng)新的集成方式也賦予鈉離子電池全新應(yīng)用場景的想象空間。“過去的鈉離子電池主要應(yīng)用在儲(chǔ)能領(lǐng)域,但現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展得很快,有望在2023年前發(fā)展為鋰離子電池的互補(bǔ)汽車動(dòng)力電池。”汽車行業(yè)資深分析師梅松林表示。
同時(shí),據(jù)寧德時(shí)代方面透露,在制造層面,鈉離子電池與目前的鋰離子電池的生產(chǎn)設(shè)備、工藝相兼容,可以進(jìn)行產(chǎn)線的快速切換。東吳證券研報(bào)認(rèn)為,這將有助于電池廠商完成產(chǎn)能快速布局,切換成本較小,利于鈉離子電池未來的大規(guī)模推廣。
寧德時(shí)代為何頻頻踩中時(shí)代風(fēng)口?
發(fā)布鈉離子電池背后,作為一家市值突破萬億,動(dòng)力電池市場占有率全球排名領(lǐng)先的企業(yè),寧德時(shí)代是如何練就一身本領(lǐng)的?
“創(chuàng)新是寧德時(shí)代的基因,也是寧德時(shí)代加速發(fā)展的動(dòng)力。”曾毓群的一句話點(diǎn)出了企業(yè)的殺手锏。
2011年,寧德時(shí)代正式成立。憑借過硬的電池技術(shù),從寧德時(shí)代創(chuàng)業(yè)開始,其客戶就涵蓋了奔馳、寶馬、奧迪等一眾全球知名汽車廠商。
秉承“不能偏科”理念,寧德時(shí)代埋頭研發(fā)、迭代三元鋰電池的同時(shí),并未放棄鐵鋰技術(shù)路線,最終在2017年三元電池?zé)岢敝?,超越三星和LG,問鼎世界龍頭,在2020年鐵鋰重獲認(rèn)可之際亦享受到最大紅利。而此次鈉離子電池的發(fā)布再次為電池市場注入了新的元素。
公開資料顯示,截至2020年末,寧德時(shí)代擁有5592名研發(fā)人員,其中博士127名,碩士1382名,當(dāng)年研發(fā)投入35.69億元,研發(fā)投入占營收比重達(dá)7%;寧德時(shí)代及其子公司共擁有2969項(xiàng)境內(nèi)專利及348項(xiàng)境外專利,正申請的專利合計(jì)3454項(xiàng);其建設(shè)的21C創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,研究方向包括金屬鋰電池、全固態(tài)電池、鈉離子電池等下一代電池研發(fā)。
7月29日,韓國能源市場分析公司SNE Research發(fā)布最新的調(diào)查結(jié)果顯示,今年上半年寧德時(shí)代以29.9%的市場占有率排名第一;排名第二的韓國LG能源解決方案市場占有率為24.5%;排名第三的則是日本松下公司,市場占有率為15%。
當(dāng)市場將寧德時(shí)代視作動(dòng)力電池企業(yè)時(shí),其自身定位已轉(zhuǎn)向“全球領(lǐng)先的新能源創(chuàng)新科技公司,致力于為全球新能源應(yīng)用提供一流解決方案和服務(wù)”。
為此,寧德時(shí)代確立了三大戰(zhàn)略發(fā)展方向:一是以可再生能源發(fā)電和儲(chǔ)能,替代固定式化石能源;二是以動(dòng)力電池助力電動(dòng)車發(fā)展,替代移動(dòng)式化石能源;三是以電動(dòng)化+智能化的集成應(yīng)用創(chuàng)新,加快各領(lǐng)域的新能源替代進(jìn)程。
作為三大發(fā)展方向的支撐,寧德時(shí)代已形成材料化學(xué)體系、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、極限制造和商業(yè)模式的四大創(chuàng)新支撐,形成了從前沿基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,再到商業(yè)化大規(guī)模的推廣快速轉(zhuǎn)化的能力。
伴隨新能源科技的創(chuàng)新發(fā)展,以清潔能源替代化石能源的革命正加速到來。新能源應(yīng)用的下一個(gè)風(fēng)口究竟在何處,此時(shí)判斷或許還為時(shí)尚早,但對于終將到來的綠色能源圖景,寧德時(shí)代顯然充滿信心,并做好了充分準(zhǔn)備。
原標(biāo)題:“鈉”里乾坤揭曉 頻頻踏中時(shí)代風(fēng)口的為何是寧德時(shí)代?