國內動力電池龍頭寧德時代，最近動作頻頻。
在中秋節前，寧德時代董事長助理孟祥峰透露，明年將有一條鈉離子電池（下稱鈉電池）產線投入生產。這意味著，寧德時代在開發出適合的鈉電池正負極材料和電解液之後，再一次加速了鈉電池的產業化。
1.鋰電池熱度不減
在此之前的7月29日，寧德時代才剛釋出第一代鈉離子電池，並號召上下游共同開發鈉電池，預計到2023年形成基本產業鏈。據介紹，這款鈉電池電芯單體能量密度達到了160Wh/kg，已接近磷酸鐵鋰電池相關指標。
寧德時代董事長曾毓群釋出公司第一代鈉離子電池
寧德時代研究院副院長黃起森稱，預計下一代鈉電池將突破200Wh/kg，這對於低端電動車動力市場來說將是顛覆性的訊息。以五菱宏光的Mini EV為例，電池包質量一般，能量密度最高在100Wh/kg左右，一旦成本更低的鈉電池實現量產，就可以直接替代其所用的低效能碳酸鐵鋰電池。
鈉電池成本優勢明顯
市佔率排名第一的寧德時代為什麼選擇此時將鈉電池推至聚光燈下？原因是鋰電池太過火熱，而鈉電池與鋰電池又有極高的相似度，是鋰電池目前最理想的替代品。
鋰電池需求暴增，最直接的原因就是新能源汽車的崛起。採用動力電池的新能源汽車，自2020年下半年開始出貨量快速提升。根據EV volumes資料，2020年全球新能源汽車的銷量為324萬，而2019年同期為226萬，同比增長了43.36%。
以國內為例，受益於多年的補貼政策，中國早已是全球最大的新能源汽車市場。今年前8個月，國內新能源汽車零售147.9萬輛，同比增長202.1%。新能源汽車在今年7月滲透率突破10%，被視為爆發拐點到來。乘聯會預測，到2025年，新能源車銷量滲透率可達32%。
歐洲新能源汽車市場也正處於政府大力支援階段，銷量後來居上，去年，歐洲的電動車銷售總量甚至超過了中國；今年8月5日，美國也提出了為期十年的新能源汽車計劃，到2030年，全美新能源汽車銷量要佔新車一半。
在以動力電池驅動的新能源車型出貨量大幅提升，直接推動動力電池市場規模持續擴大。
據SNEResearch資料顯示，2020年以鋰動力電池為主的全球車用動力電池裝機量同比增長17%，達到137GWh。寧德時代和LG新能源2020年出貨量分別為50GWh和48GWh，佔據了全球電池市場的半數以上。在國內，寧德時代以總裝機量31.79GWh無懸念奪冠，且大比分領先其他對手，佔國內市場總裝機量的一半。
除了瘋狂的新能源汽車市場，還有一個大市場也在爭奪鋰電池。
在2030年碳達峰、2060年碳中和的目標要求下，政府明確提出，要建立“以新能源為主體的新型電力系統”，並點名風力發電和光伏發電。但清潔能源有發電不穩定的特點，想把這些清潔能源接入電網，需要調節和輔助手段才能支撐，儲能就是實現靈活調節的主要手段。
除去抽水蓄能，在現有的新型儲能技術中，鋰電池為代表的電化學儲能最為成熟，具備大規模應用條件。2020年，中國已投運儲能專案累計裝機規模35.6GW；其中，抽水蓄能規模最大，佔比89%，累計裝機31.79GW；電化學儲能累計裝機為3.27GW，佔比9.2%，其中鋰離子電池裝機佔比超過75%以上，占主導地位。
儲能市場早已經是電池廠商營收增長的另一大來源。寧德時代半年報顯示，2021年上半年，儲能業務收入同比增長7倍，在整體收入的佔比升至10.6%；特斯拉也有太陽能電池板和儲能業務，2021年第二季度，收入同比增長超過60%。
2.鈉遜於鋰，為何吃香？
選擇鈉電池的另一個理由在於鈉離子本身與鋰離子的相似性，以及鋰、鈉電池生產線易相容的特性。
對於鋰電池和鈉電池的研究都是在20世紀70代石油危機之後開始的，甚至鈉電池的研究還早於鋰電池十幾年。
在元素週期表中，鋰和鈉是距離最近的同主族元素，兩者的化學性質也非常相似：扔到水裡都會爆炸，也都能用來搬運電荷做電池。據中科院物理研究所容曉暉介紹，由於鋰離子的重量和體積比很小，鋰電池憑藉優秀的電化學反應，率先實現產業化，成為了從消費電子產品到電動汽車等移動儲能裝置，再到應急電源或儲能電站等半移動或固定儲能裝置的必要元件。
鈉元素與鋰元素屬同一主族，化學性質相似
而鈉電池卻因鈉離子質量比鋰離子大三倍，電池容量低、迴圈壽命短等短板，長期坐冷板凳。直到2010年以後，才陸續有研究人員把鈉電池這項老技術撿起來，我國首家鈉離子電池公司中科海鈉就成立於2017年。
鈉電池與鋰電池工作原理也類似，都遵循脫嵌式的工作原理，他們的不同主要在於正負極材料、電解液不同，尤其是正極材料的區別。在正極上，有合金類、金屬氧化物類和碳材料等選擇，而負極材料則包括聚負離子類、普魯士藍衍生物、層狀氧化物類等。
兩者工作原理相同
電池產品和原材料供應的多元化，是寧德時代現在選擇轉向鈉離子電池的重要原因之一。鋰元素在地殼中的含量僅為0.0065%，在未來，“白色石油”鋰資源也面臨枯竭危險。但鈉資源儲量非常豐富，地殼丰度為2.64%，是鋰資源的440倍，且鈉資源分佈廣泛、提煉簡單。有市場人士形容，我國鋰的儲量與國內鋰電池市場的火爆完全錯位，“而鈉離子是海里要多少有多少”。
作為全球第四大鋰儲量國，我國理應不受鋰資源短缺的困擾，但現實卻是：因為開採難度大，我國80%的鋰資源供應依賴進口，是全球鋰資源第一進口國；從全球來看，鋰資源的分佈都不均衡，據美國地質調查局最新統計，全球鋰資源主要集中在智利和澳大利亞，分別佔總資源量的43.8%和22.38%，中國僅佔7%。
新能源汽車產業鏈火爆，從上游資源端到電池廠商，再到終端汽車廠商，均開啟“搶鋰模式”。截至2021年9月22日，中國國內電池級碳酸鋰報15.5萬元/噸，較年初上漲187%；電池級氫氧化鋰報15.3萬元/噸，較年初上漲181%。一眾鋰業上市公司甚至鹽湖提鋰技術概念股隨風而起，有的股價半年來翻了三四倍。
中下游需求井噴，上游原材料擴能緩慢，是推升原材料價格上漲的主要因素。業內人士表示，一個全新鋰鹽湖專案的開發，從融資到建設投產正常需24個月，爬坡除錯還需半年到一年，整體約需三年；鋰礦體系的開發投產也需要一年半時間。
所以，鈉電池雖然能量密度較低、穩定性較差，但也有鋰電池不具備的優勢。中科海鈉估算，如果不考慮生產規模造成的差異，鈉電池材料的理論成本比鋰電池低30%至40%。在電池特性方面，鈉電池能夠適應更低溫度，不會有太多能量損耗；而鋰電池低溫效能不佳，在天氣寒冷時，能量衰減明顯。鈉電池還支援快速充電，十多分鐘就能夠充電90%。同時，鈉電池充放電時發熱量小，不容易出現熱失控導致電池起火。
同時，生產鈉電池不需要廢棄鋰電池原有的生產線，遷移成本低。專注生產鈉電池的中科海鈉前期產品就是委託一家鋰電池企業代工。如果技術本身達到量產條件，鋰電池產能就可以較快轉換為鈉電池產能。
3.動力電池仍需革新
也有接近電池廠商的業內人士認為，鈉電池未來若大幅推廣，將降低鋰的需求量，但鈉離子電池的能量密度低，使用場景受到限制，還只能用於替代鉛酸電池，也就是低速電動車和儲能領域。
此外，鈉離子電池的壽命仍不盡如人意。據中信證券的統計，主流的鈉離子電池迴圈壽命僅1000~1500次，只有寧德時代和中科海鈉兩家的產品壽命可達3000次。這勉強能追平三元鋰電池，但也遠不及磷酸鐵鋰電池。“現在鈉離子電池還是更偏實驗性質，還沒有建立起和鋰電池一樣成熟的上下游體系，比如原材料加工、配套生產和銷售渠道等。”該業內人士認為，鈉電池作為鋰電池的補充都還需三年以上，才能實現規模化應用。
主要鈉電池公司產業化情況
鈉電池以外，對固體電池的探索仍在繼續。在儲能電池方面，鐵-空氣電池現在也非常熱門，它的最大優點是成本極低，能夠以低於20美元/kWh的價格提供長時儲能，成本僅為鋰電池的1/10，目前已有方格能源（Form Energy）為代表的初創公司及大量的資本投入到該技術。
除了金屬電池，氫燃料電池技術也在積極研發中。按照行業設想，可再生電力富餘時，可將其用於電解水制氫，氫氣再透過化學反應轉化為電能。在當前技術條件下，氫氣從製取到運輸再到應用轉換環節較多，能量損耗比例過大，還不具備經濟性。
寶馬釋出的新一代氫燃料電池車型iX5 Hydrogen
行業共識是，在中長途、載重型的商用車領域，氫燃料電池更勝一籌，但也有汽車企業押注氫燃料電池技術在乘用車領域的應用。今年9月6日，寶馬在慕尼黑車展上釋出了新一代氫燃料電池車型iX5 Hydrogen。
可以確認的是，當下沒有任何一種技術可以包攬整個市場，動力電池的多元化探索仍在進行。
