中国新能源电池的决胜手：“钠离子”电池

“电池荒”

作为新能源汽车的动力之源，电池是一辆车的重中之重。随着汽车设计的革新与需求的变化，传统的电池已经满足不了现实的需要。但受限于技术的限制与生产力的缺乏，电池行业发展进度缓慢。事实上，电池已经变成了新能源汽车发展道路上的老大难问题。

电池紧缺其实早有征兆，早在2015年，新能源汽车市场有所起色的时候，动力电池的紧缺危机就已经有所展露。但由于当时新能源汽车整体市场较小，需求还不算大。对于电池前端高精技术也还未大规模应用，电池危机还没有引起行业的重视。

然而，随着新能源市场的日渐走俏，动力电池紧缺也逐渐演化成了“电池荒”。去年2月，一则有关奥迪e-tron停产的消息不胫而走，随后奥迪官方公开承认e-tron 的短暂停产，是由于动力电池供应不足的问题，同期，与e-tron同处欧洲市场并热销的捷豹I-PACE也同样因为LG的动力电池供应问题陷入停产。

特斯拉创始人马斯克在2020年Q4财报电话会议上表示，旗下首款纯电动卡车Semi将于年内交付，但限制其生产能力的**因素便是电池供应。多次表露对于电池供应紧缺的担忧，直言供货商给多少，特斯拉就买多少。3月初，蔚来创始人李斌也曾在蔚来2020年Q4财报电话会议中提到“电池供应链将成为瓶颈”的话题。小鹏汽车CEO何小鹏为了从宁德时代顺利“拿货”，甚至亲自在宁德时代蹲守了一个星期。

透过新能源车企的担忧，源于产业链上游动力电池制造商同样有着颇多难处，5月25日，宁德时代在投资者调研纪要提到，如何在国际格局变化、供应链资源紧缺及本地化供应不足的背景下做好业务是公司的当务之急。而众多动力电池制造商的产能，实则早已处于满负荷运转状态。

根据全球新能源市场调研机构SNE Research发布的数据显示，预计到2023年，全球汽车行业对于动力电池的需求将达到406GWh，但动力电池供应预计为335GWh，有18%缺口。至2025年，这一缺口还将进一步扩大至40%。

车企直呼：电池，真的不够用了！

为什么会缺“电”

动力电池产能不足！

或者说优质动力电池产能不足！

随着新能源汽车需求的进一步扩大，位于上游的动力电池需求暴涨。新一轮造车热潮的出现也导致动力电池的价格一升再升，即便如此还“一电难求”，动力电池产业的优质产能不足。

与之相对的是，低端产能严重过剩，市场里充斥着不符合新能源车企需求的产品。某些新能源汽车厂商不得已选择了这些“残次品”，便很容易出现文章开头提到的问题。

但动力电池的顶尖技术始终都掌握在少数玩家手中。无论是宁德时代在“811”三元锂电池上的技术把控，还是比亚迪对于磷酸铁锂刀片电池模组的结构突破，这些都不是中小型电池供应商轻松能够实现的。

优质电池的产能几乎全部集中在头部，而恰巧在新能源领域充满潜力的高端市场中，需要的电池性能也愈发“挑剔”，在这种供需关系下，动力电池要求较高的纯电动汽车产能注定会更加紧张。

另一个关键因素就是锂电池原材料价格暴涨。

目前澳大利亚、智利、阿根廷等国是全球主要的锂矿出口国，但在过去的一年里，因新冠肺炎疫情影响，包括SQM、Livent等锂矿巨头扩产计划却有所放缓。由于疫情加重影响，作为全球主要锂矿出口国之一的智利宣布将自第二季度起采取更为严格的防疫措施，这也导致业内对于动力电池原材料供应紧张的担忧已进一步加剧。

2020年-2021年锂价格走势情况

由于供需不平衡，锂材料价格在未来还可能继续上扬，甚至再创新高。在“新能源电池材料前沿技术与智能制造高峰论坛”上，中国有色金属工业协会钴业分会秘书长徐爱东指出，本轮锂行业需求周期强劲，但受限于全球供给侧锂资源和锂冶炼相互不匹配，锂价维持高位的时间有望超预期。今年下半年，电池级碳酸锂价格有望上涨至10-12万/吨，3年内锂价中枢预计9-10万/吨。

原材料价格一直处于上涨阶段，材料供应还不足。部分电池制造商已经陷入了两难的境地：一方面，如果提高电池价格，可能会失去长期订单;另一方面，如果不涨价，企业承压明显，生存可能会受到威胁。

双重压力下，动力电池的产出受到了非常大的影响。

当然，企业也不会坐以待毙。为了满足市场需求，锂矿企业正增加产能。除了上游企业外，动力电池企业自身也积极投资建厂，并尝试向上游延伸，以降低原材料价格波动的影响。

例如，亿纬锂能携手华友钴业，前往印尼开展冶炼项目；蜂巢能源则在南京溧水，投建14.6千兆瓦时(GWH)动力电池生产基地。数据显示，今年上半年，国内多家动力电池企业纷纷宣布扩大和优化产能，相关投资项目共57笔，总投资规划超过了3500亿元。

新电池在路上

根据国务院办公厅2020年印发的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，国家计划到2025年把新能源汽车的销量推高到占据新车总销量的20%左右，并在“新能源汽车核心技术攻关工程”专栏中明确要求“加快固态动力电池技术研发及产业化”。

目前新能源汽车上最广泛使用的三元锂电池是液态电池，一般由正极、隔膜、负极，再灌入电解液制造而成。而固态电池，顾名思义就是其结构中不含液体，材料都以固态形式存在。数据原型表明，与相同重量和体积的锂离子电池相比，固态电池可以存储多达80%的能量。具有较高能量密度的锂金属可以代替石墨，从而有助于减少电池的重量和体积。

实际上，液态电解质锂电池的研发已经触达天花板，经十多年的发展,锂电池能量密度水平已从初始时的100Wh/kg提升到了250Wh/kg左右，即便是特斯拉目前用的全球能量密度最高的动力电池，能量密度也不过300Wh/kg。而能量密度是普通锂电池十几倍、充电速度也是锂电池几十倍的固态电池显然成为了新能源汽车电池发展的突破口。看似固态电池是新鲜技术，其实国内外的厂商早就开始布局固态电池行业。

蔚来发布150kWh固态电池

在新能源汽车赛道，固态电池正成为新宠。早在今年1月9日，蔚来就高调发布了能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池包以及搭载该电池包续航将超1000km的蔚来ET7轿车；3月15日，大众集团在其PowerDay上，表示未来将着力发展固态电池技术，并预计2025年投入使用；紧随其后，宝马集团在4月同样发布规划称，计划在2025年前推出搭载固态电池的原型车，并在2030年前实现量产。

7月29日，宁德时代正式推出钠离子电池。宁德时代称，总体来看，**代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池，但在低温性能和快充方面，具有明显的优势，特别是在高寒地区高功率应用场景。

宁德时代在钠离子电池发布会表示，公司开发的**代钠离子电池，电芯单体能量密度已经达到了160Wh/kg，为目前全球最高水平。在常温下充电15分钟，电量可达80%。而在零下20°C低温的环境下，仍然有90%以上的放电保持率，同时在系统集成效率方面，也可以达到80%以上。

宁德时代下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg，公司还表示，已经开始进行钠离子电池的产业化布局，计划于2023年形成基本产业链。

决胜手：“钠离子”电池

钠离子电池，并非是一个新鲜技术，早在上世纪70年代末期，这一技术研究就已开启。而宁德时代也不是**个吃螃蟹的布局者，国内首家专注于钠离子电池研发的企业——中科海钠公布的数据显示，他们研发的钠离子电芯能量密度已接近150 Wh/kg, 循环寿命达4000次以上，高低温性能优异、安全性高、具备快充能力；早在2018年6月，就推出了全球首辆钠离子电池（72 V•80 Ah）驱动的低速电动车，并于2019年3月发布了世界首座30 kW/100 kWh钠离子电池储能电站，标志我国在钠离子电池的应用示范方面走在了世界前列。

钠离子电池不仅具有钠资源储量丰富、分布广泛、成本低廉、无发展瓶颈、环境友好和兼容锂离子电池现有生产设备的优势，还具有较好的功率特性、宽温度范围适应性、安全性能和无过放电问题等优势。同时借助于正负极均可采用铝箔集流体构造双极性电池这一特点，可进一步提升钠离子电池的能量密度，使钠离子电池向着低成本、长寿命、高比能和高安全的方向迈进。

从国家能源安全而言，我国的基本国情为钠离子电池在中国的产业化提供了肥沃土壤。从能源结构来看，我国是一个富煤、少气、缺油的国家，致使我国成为煤炭使用量世界**，二氧化碳排放量世界**，石油进口量世界**和天然气进口量世界**的国家。当前，世界政治、经济格局深刻调整，能源供求关系深刻变化，我国能源资源约束日益加剧，能源发展面临一系列新问题新挑战。如何降低我国对外进口依存度，降低二氧化碳排放量，提高能源安全保障，改善生态环境是亟待解决的重大问题。

能源绿色低碳转型是我国可持续发展的必然选择，我国政府对储能技术的研究开发和应用推广给予了高度重视，已出台多项支持政策。2015年09月26日，国家主席习近平在联合国发展峰会，发表题为《谋共同永续发展 做合作共赢伙伴》的重要讲话并宣布“中国倡议构建全球能源互联网，推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”。能源互联网是基于可再生能源的分布式、开放共享网络, 能源互联网的基础是储能。

面对如此庞大的需求，储能技术的发展迎来了不可忽视的机遇。钠离子电池技术在中国的商业化进程必将势不可挡，不仅能够在构建能源互联网中发挥重要作用，满足新能源领域低成本、长寿命和高安全性能等要求，还能够在一定程度上缓解由于锂资源短缺引发的储能电池发展受限问题，是锂离子电池的有益补充，同时可逐步替代环境污染严重的铅酸电池，推动我国清洁能源技术应用迈向新台阶，为我国能源安全和社会可持续发展提供保障。

从产业需求推动而言，我国的储能市场为钠离子电池在中国的产业化创造了必要条件。近年来，我国清洁能源产业不断发展壮大，产业规模和技术装备水平不断提升，为缓解能源资源约束和生态环境压力做出了突出贡献。但同时，清洁能源发展不平衡、不充分的矛盾也日益凸显，特别是清洁能源消纳问题突出，已严重制约电力行业健康可持续发展。中国科学院物理研究所陈立泉院士在最新召开的2020年储能国际峰会中多次倡导要大力发展储能技术，促电动中国，保能源安全。他对我国储能行业的现状做了详细分析，指出2018年全国数据中心共耗电1609亿度电，占中国全社会用电量的2.35%；2018年我国弃光、弃风、弃水电量共计1022亿度电；随着5G基站建设进程加快，我国至少需要新建或改造1438万个基站，存在155 GWh电池的容纳空间，对储能电池的需求必将大幅提升。面对巨大的储能市场，钠离子电池以其低成本、长寿命和高安全的诸多优势有望在低速电动车、电动船、数据中心、通讯基站、家庭/工业储能、可再生能源大规模接入和智能电网等多个领域快速发展，提升我国在储能技术领域的竞争力与影响力。

从核心技术层面来看，我国的技术储备为钠离子电池在中国的产业化做好了充分准备。我国在钠离子电池的研发方面处于国际领先水平，在核心材料体系方面具有完全独立自主的知识产权，部分专利还获得了美国、日本和欧盟的授权。这预示着我国不仅不会在核心技术方面遭遇卡脖子的危险，而且还有机会为钠离子电池争取更大的海外市场。除了关键材料的研发，相关企业不断有序推进关键材料放大制备和生产、电芯设计和研制、模块化集成与管理，推动钠离子电池的商业化进程。目前，我国在钠离子电池产品研发制造、标准制定以及市场推广应用等方面的工作正在全面展开，为钠离子电池在中国的商业化奠定坚实的基础。

总之，在全球大规模储能产业快速发展的今天，特别是在众多电化学储能技术中，作为最接近锂离子电池技术的钠离子电池将凭借其独特的优势在储能领域拥有广阔的用武之地。我国钠离子电池在基础研究、技术水平和产业化推进速度方面都处于国际领先地位，已具备了先发优势。因此，无论从国家的政策扶持和市场引导等角度，还是企业自身技术发展和产业布局等角度，中国都有机会获得钠离子电池产业发展的主导权，引领钠离子电池技术与应用的发展趋势，率先在全球范围内实现钠离子电池的产业化和商业化应用。

绿创碳和协助地方政府与园区，围绕如下几个方面开展工作：

一、系统性宣贯应对气候变化领域政策；

二、积极落实能耗双控制度，提出控煤工作路径及方法，协助完成压煤目标，合理降低能耗总量和强度，减少碳排放；

三、协助制定“碳达峰及碳中和”实施路径及行动方案，提升碳减排和碳资产管理能力；

四、组织开展城市、工业园区、机构、企业、产品、等“碳中和”咨询、核查、认定服务；

五、在碳交易过程中，为买卖双方提供咨询服务，确保交易过程中的有效合规；

六、推进低碳领域的标准化建设，制定、发布相关标准；

七、碳减排人才培训服务；

发起双碳委员会，并倡议内容包括：

一、树立“零碳”导向的新型生活理念。强化绿色低碳与节能环保意识，形成争做“零碳先锋”的良好社会氛围，以进一步推动降低能耗、提高能源使用效率和优先使用清洁能源。

二、研究“零碳”导向的产业新业态。发起“零碳园区”相关课题研究，开展经验借鉴、学术交流和示范应用，以促进形成符合我国国情的以“零碳”为导向的产业发展模式。

三、鼓励“零碳”导向的技术创新。积极推动绿色、低碳、环保、新能源等技术创新，为新技术发展提供资源支持，为新技术的推广应用开拓空间，以促进新技术进步与成本下降。

四、推动“零碳”导向的项目落地。前瞻2030年和2060年的国际碳减排大趋势，以“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”为主要内容，在全国推动落地30个零碳科技园，打造100个零碳工业园、1000家零碳工厂、1000座零碳校园、1000家零碳医院及1000个零碳社区，助力加快推进绿色“新基建”进度。

五、促进“零碳”导向的绿色投融资。以“零碳中国，绿色投资”为主题，发起“零碳”绿色产业基金。鼓励社会民间资本积极参与“零碳能源”、“零碳交通”、“零碳建筑”等“零碳”示范项目的投资，并带动更多来源绿色的国内外资金投入。

六、开展“零碳”导向的国际合作。计划每年举办“零碳创新”系列活动，着力打造“科技创新与绿色投资大会”、“新基建 绿色投资大会”、“国际清洁能源投融资大会”等品牌国际会议，为国内外企业和机构搭建权威国际合作平台，积极引入国际先进理念、技术和资金渠道，加强相关产业与国外的技术交流与项目合作，全方位助力我国向“零碳”经济转型发展，为2060年全球实现净零碳排放目标做出积极贡献。