盡管業(yè)內(nèi)對于鈉離子電池已有一定預(yù)期，但當7月29日寧德時代(300750,SZ)第一代鈉離子電池正式發(fā)布時，還是如平地驚雷，令資本市場和動力電池產(chǎn)業(yè)為之一動。
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、電腦、攝像機，大到汽車、船舶，鋰離子電池可謂上天入海、無所不在。
但隨著寧德時代第一代鈉離子電池的發(fā)布，這一局面有望得到改變?！坝腥苏J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，但我們認為，電化學(xué)的世界就像能量魔方，未知遠遠大于已知，我們樂此不疲地探索其中的奧秘?！痹趯幍聲r代董事長曾毓群看來，動力電池行業(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力與儲能領(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。在全球汽車電動化趨勢確定，高端動力電池緊缺，同時全球儲能市場臨近爆發(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?？紤]到公司業(yè)務(wù)高成長性，給予其754元/股的目標價，維持“買入”評級。
與此同時，寧德時代方面表示，公司已開始與車企和儲能客戶展開第一代鈉離子電池的商業(yè)化合作，也已經(jīng)開始進行鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化布局，計劃于2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。
為什么是鈉？
事實上，將鈉離子作為電池正極的技術(shù)路線早在上世紀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，鈉離子電池正負極集流體均為鋁箔，成本低于鋰離子電池負極的銅箔，據(jù)機構(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，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)定性和動力學(xué)性能方面要求更為嚴苛，能量密度與循環(huán)次數(shù)表現(xiàn)均不如鋰離子電池，而這兩項指標恰恰是電池商業(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，寧德時代采用了克容量較高的普魯士白材料作為正極材料，同時對材料體相結(jié)構(gòu)進行電荷重排，解決了普魯士白在循環(huán)過程中容量快速衰減這一難題。而在負極材料方面，寧德時代開發(fā)了具有獨特孔隙結(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，寧德時代第一代鈉離子電池單體電池能量密度達到了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。同時在系統(tǒng)集成效率方面，也可達到80%以上?！睂幍聲r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)路線就可以多一個應(yīng)用場景，有利于擴大市場份額。
“‘碳中和’催生了萬億瓦時級的電池需求，推動了新能源產(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。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?！痹谷罕硎尽?
鈉離子電池用在何處？
此前，鈉離子電池技術(shù)一直被認為是鋰離子電池的補充。華金證券分析認為，考慮其理論能量密度低于鋰離子電池，或?qū)o法在高端汽車上實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。相對而言，鈉離子電池將更多在儲能市場和低端動力電池市場對鋰離子電池實現(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為，憑借低成本和寬工作溫度等優(yōu)勢，寧德時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)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提及在儲能領(lǐng)域加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)模化試驗示范。這也被業(yè)內(nèi)認為是鈉離子電池在儲能領(lǐng)域應(yīng)用獲得的政策層面支持。
據(jù)光大證券研報則預(yù)測，鈉離子電池在儲能、電動兩輪車和A00級別汽車領(lǐng)域均有不錯的應(yīng)用前景；其預(yù)計2025年，以上領(lǐng)域能量需求量分別為48GWh、41GWh和34GWh。
但寧德時代顯然并不想局限鈉離子電池的應(yīng)用場景。本次發(fā)布會上，材料創(chuàng)新以外，同時發(fā)布的還有電池集成方面的一項創(chuàng)新——AB電池解決方案，即鈉離子電池與鋰離子電池同時集成到同一電池系統(tǒng)內(nèi)，按一定比例和排列進行混搭、串聯(lián)、并聯(lián)、集成，并通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制，既彌補了鈉離子電池在現(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汽車動力電池。”汽車行業(yè)資深分析師梅松林表示。
同時，據(jù)寧德時代方面透露，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，可以進行產(chǎn)線的快速切換。東吳證券研報認為，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。
寧德時代為何頻頻踩中時代風(fēng)口？
發(fā)布鈉離子電池背后，作為一家市值突破萬億，動力電池市場占有率全球排名領(lǐng)先的企業(yè)，寧德時代是如何練就一身本領(lǐng)的？
“創(chuàng)新是寧德時代的基因，也是寧德時代加速發(fā)展的動力?！痹谷旱囊痪湓掽c出了企業(yè)的殺手锏。
2011年，寧德時代正式成立。憑借過硬的電池技術(shù)，從寧德時代創(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，寧德時代埋頭研發(fā)、迭代三元鋰電池的同時，并未放棄鐵鋰技術(shù)路線，最終在2017年三元電池熱潮中，超越三星和LG，問鼎世界龍頭，在2020年鐵鋰重獲認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，寧德時代擁有5592名研發(fā)人員，其中博士127名，碩士1382名，當年研發(fā)投入35.69億元，研發(fā)投入占營收比重達7%；寧德時代及其子公司共擁有2969項境內(nèi)專利及348項境外專利，正申請的專利合計3454項；其建設(shè)的21C創(chuàng)新實驗室，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%。
當市場將寧德時代視作動力電池企業(yè)時，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)電和儲能，替代固定式化石能源；二是以動力電池助力電動車發(fā)展，替代移動式化石能源；三是以電動化+智能化的集成應(yīng)用創(chuàng)新，加快各領(lǐng)域的新能源替代進程。
作為三大發(fā)展方向的支撐，寧德時代已形成材料化學(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)用的下一個風(fēng)口究竟在何處，此時判斷或許還為時尚早，但對于終將到來的綠色能源圖景，寧德時代顯然充滿信心，并做好了充分準備。
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