一、鈉離子電池
　　首先要回答一個問題，什么是鈉離子電池？是指依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。上個世紀七十年代末期起，鈉離子電池幾乎與鋰離子電池同時開展研究。從最終的成熟度和應用范圍來看，鋰離子電池占據了很好的地位，當下，鈉離子電池主要的潛在應用領域是在儲能方面。
　　圖1 鋰電池和鈉電池的對比（出自From Li-Ion Batteries toward Na-Ion Chemistries: Challenges and Opportunities）
　　對于產業鏈還沒完全成熟的鈉離子電池，它的優缺點都較為明顯。首先，體積能量密度及質量能量密度都比較有限；但和鉛酸電池相比，其成本優勢明顯，能量密度、循環壽命、高低溫性能以及倍率性能均較好，所以它早期的定位還是比較確定的。
　　二、這次寧德時代發布了什么？
　　我整理的發布會要點如下：
　?。?）鈉離子正極材料方面，目前具有潛在商業化價值的，有普魯士白和層狀氧化物兩類材料?？巳萘恳呀涍_到了160mAh/g，與現有的鋰離子電池正極材料相當。寧德時代的工作，主要是對材料的體相結構進行電荷重排，對材料表面進行重新設計，解決了材料在循環過程中容量快速衰減這一世界性的難題，使創新的材料具備了產業化條件。在負極材料方面，開發了能夠讓大量的鈉離子存儲和快速通行的獨特孔隙結構的硬碳材料。在電解液方面，開發了適配這樣的正極負極材料的新型獨特電解液體系。在制造工藝方面，可以與目前的鋰離子電池制造工藝和設備相兼容。
　　備注說明：也就是在現有鋰電池的封裝、產線上能做到最大可能的復用。
　?。?）從產品來看，寧德時代開發的第一代鈉離子電池的性能指標如下：
　　電芯單體能量密度已經達到了160Wh/kg；
　　常溫下充電15分鐘 電量就可以達到80%，具備了快充能力；
　　在零下20°C低溫的環境下有90%以上的放電保持率；
　　在系統集成效率方面，也可以達到80%以上；
　　優異的熱穩定性，已經超越了國家動力電池強標的安全要求。
　　圖2 寧德時代發布的內容
　　上圖是在直播中給出的信息，從我個人的感受來看，可能寧德時代是準備走兩種產品的應用路線，一是大型圓柱鈉電池，這是基于原有的大圓柱鐵鋰的路線來走的。
　　圖3 大圓柱鈉電池和方殼鈉電池
　　另外一種就是嘗試在現有的方殼電池下做產品，在這里特意提到了在電池系統集成方面的創新。
　　我們之前看到寧德時代提出的磷酸鐵鋰電芯+三元電池AB電池解決方案，在這次的發布會上，我們看到了鈉離子電池與鋰離子電池的集成混合共用的方案。這個原理，其實和LFP+NCM混用是相似的——將鈉離子電池與鋰離子電池同時集成到同一個電池系統里，將兩種電池按一定的比例和排列進行混搭，串聯、并聯集成，通過BMS的精準算法進行不同電池體系的均衡控制。
　　圖4 鈉電池和鋰電池混用
　　我覺得這個鈉電池本身還是一種期貨產品，特別是寧德時代稱，2021年開啟鈉電池的商業化，目標是于2023年形成基本產業鏈。這一次發布會，也是希望相關的研究機構、上游的材料供應商和下游的電池應用端一起參與，共同加速鈉離子電池產業鏈的完善和發展。說到這個問題，我們就需要來探討下一個話題：
　　三、中國乃至全球化的電化學儲能資源約束
　?。?）鋰資源儲量
　　鋰是元素周期表中最輕的金屬，是天然的充放電介質，是最適合做電池的元素。然而對電池企業來說，鋰資源的儲量、價格不可控亦是其較為擔憂的問題。也就是說，當前全球新能源汽車產業發展已進入正向自循環，鋰作為自然界中電極電位最負的金屬元素， 是天生的電池金屬，我們認為其將在高比能動力電池、大部分儲能應用中具備長期的需求剛性。正因如此，鋰業被視作未來的白色石油，其戰略價值已成為全球共識。所以如果沒有創新的話，鋰在全球就是各個國家需要準備的戰略資源。
　　圖5 全球鋰資源的來源
　?。?）鈉的資源豐度
　　從元素周期表的角度最有可能對其形成替代的就是位于鋰元素正下方的鈉。鋰的地表含量只有0.0065%，鈉的含量為 2.75%，是鋰的400多倍。
　　四、對納電池的展望
　　最后我們來談下，鈉電池的使用展望。我個人覺得這次發布會略有點倉促，好多信息都是沒有展開的。從使用場景來看，鈉電池就是定位低成本，定位于全面取代鉛酸電池的。
　　中國是全球最大的鉛酸電池生產國、消費國和出口大國。2020年鉛酸電池產量為22740萬千伏安時，大約為227Gwh，而中國動力鋰電池裝機64Gwh，相比而言鉛酸電池的鈉離子電池的空間很大。目前，鉛酸電池的使用空間是很大的，短期內在以下領域是可以使用的：
　　（1）鉛酸電池往鋰電池迭代，但是可以使用鈉電池的場合：最為典型的是依電動自行車。
　　2020年中國電動自行車車新增銷量3800萬輛，如果按照1kwh來算，對應近38Gwh，目前能明顯看到，隨著鋰電池的被替換上，導致這塊的安全問題很多。鈉電池有能量密度相對較低、安全性比較高的特點，可以在這個領域起到非常大的作用。
　?。?）儲能領域：目前UPS電池大部分還是以鉛酸為主，國家發展改革委、國家能源局前端時間正式發布關于加快推動新型儲能發展的指導意見。明確提出量化的儲能發展目標，即到2025年，實現新型儲能從商業化初期向規模化發展轉變，新型儲能裝機規模達3000萬千瓦以上。到2030年，實現新型儲能全面市場化發展，新型儲能裝機規?；緷M足新型電力系統相應需求。在這個指導文件里面，是把儲能技術多元化并行再走的，鋰離子電池等相對成熟新型儲能技術成本持續下降和商業化規模應用，實現壓縮空氣、液流電池等長時儲能技術進入商業化發展初期，加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術開展規模化試驗示范。因此隨著鈉離子電池的應用，這個是很有可能趕在2030年派大用處的。
　?。?）在汽車領域里面和鋰電池協同使用：寧德時代提出的混用方案，在三元和鐵鋰兩種不同性質的鋰電池之間還需要工程和實踐的檢驗。如果在將來，可能是可以通過精細的管理來實現更好的使用，但是這條路是否能像預想的那樣，我們無從判斷。我個人覺得把鈉電池做成10kwh，放在A00 BEV純電車上，這部分有很大的應用空間的。
　　真正實現車用，可能需要這個200wh/kg的鈉電池出來以后，才能在A級車上大量使用。當然這種情況，還需要很長一段路走。