突破鈉離子電池技術瓶頸

隨著“碳中和”成為全球共識，新能源產業已進入到多層次、多類型、多元化發展階段，愈發細分的市場對電池提出了差異化的需求；同時，世界范圍內對于電池基礎材料的研發速度正在加快，這為鈉離子電池的產業化打開了雙向窗口。

鈉離子電池有著與鋰離子電池相似的工作原理，主要通過鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移。

然而，相較鋰離子，鈉離子體積較大，在材料結構穩定性和動力學性能方面要求更嚴苛，這也成為鈉離子電池遲遲難以商用的瓶頸。

寧德時代多年來深耕鈉離子化學體系材料的研發：在正極材料方面，寧德時代采用了克容量較高的普魯士白材料，創新性地對材料體相結構進行電荷重排，解決了普魯士白在循環過程中容量快速衰減這一核心難題。

在負極材料方面，寧德時代開發了具有獨特孔隙結構的硬碳材料，其具有克容量高、易脫嵌、優循環的特性。

基于材料體系的一系列突破，寧德時代研發的第一代鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優異的熱穩定性、良好的低溫性能與高集成效率等優勢。

其電芯單體能量密度高達160Wh/kg；常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上；在-20°C低溫環境中，也擁有90%以上的放電保持率；系統集成效率可達80%以上；熱穩定性遠超國家強標的安全要求。

第一代鈉離子電池既可應用于各種交通電動化場景，尤其在高寒地區具有突出優勢，又可靈活適配儲能領域全場景的應用需求。

四大創新支撐三大方向

打造世界一流的創新科技公司，為人類新能源事業做出卓越貢獻，是寧德時代的愿景。為此，寧德時代在三大戰略發展方向上不懈努力：一是，以可再生能源發電和儲能，替代固定式化石能源；二是，以動力電池助力電動車發展，替代移動式化石能源；三是以電動化+智能化的集成應用創新，加快各領域的新能源替代進程。

作為三大發展方向的支撐，寧德時代形成了材料與化學體系、系統結構、極限制造、商業模式四大創新體系，形成從前沿基礎研究，到產業化應用，再到大規模商業化的快速轉化能力。

材料與化學體系的基礎研究是關鍵。寧德時代董事長曾毓群表示，有人認為電池的化學體系已很難創新，只能在物理結構上做些改進。“但我們認為，電化學的世界，就像能量魔方，未知遠遠大于已知，我們樂此不疲地探索著其中的奧秘。”

曾毓群介紹，寧德時代構建了高通量材料集成計算平臺，在原子級別對材料進行模擬計算和設計仿真，憑借對原理的深刻理解，借助先進的算法和強大的算力，尋找各種材料基因的結合點，開發出更適合鈉離子電池的各類材料，推動其進入產業化的快速通道，并不斷迭代。下一代鈉離子電池能量密度研發目標是200Wh/kg以上。

在系統創新方面，寧德時代在電池系統集成方面另辟蹊徑，開發了AB電池系統解決方案，即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進行混搭，集成到同一個電池系統里，通過BMS精準算法進行不同電池體系的均衡控制。AB電池系統解決方案既彌補了鈉離子電池在現階段的能量密度短板，也發揮出了它高功率、低溫性能好的優勢。以此系統結構創新為基礎，可為鋰鈉電池系統拓展更多應用場景。

多維布局推動鈉離子電池產業化

在發布會上，寧德時代研究院副院長黃起森博士介紹，在制造工藝方面，鈉離子電池可以實現與鋰離子電池生產設備、工藝的完美兼容，產線可進行快速切換，完成產能快速布局。目前，寧德時代已啟動相應的產業化布局，2023年將形成基本產業鏈。

寧德時代表示，歡迎相關研究機構、上游材料供應商和下游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。

曾毓群認為，“碳中和”催生了萬億瓦時級的電池需求，推動了新能源產業蓬勃發展，新的應用場景不斷產生，給了不同技術施展的舞臺。多元化的技術路線，也將助力產業長期穩定發展。