它来了！它来了！预热数月的钠离子电池终于出山了。7月29日下午，宁德时代举行钠离子电池发布会。
发布会上，宁德时代正式发布了第一代钠离子电池，同时，创新的锂钠混搭电池包也在发布会上首次亮相。
突破钠离子电池技术瓶颈
钠离子电池有着与锂离子电池相似的工作原理，主要通过钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。
然而，相较锂离子，钠离子体积较大，在材料结构稳定性和动力学性能方面要求更严苛，这也成为钠离子电池迟迟难以商用的瓶颈。
宁德时代多年来深耕钠离子化学体系材料的研发：在正极材料方面，宁德时代采用了克容量较高的普鲁士白材料，创新性地对材料体相结构进行电荷重排，解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题。
在负极材料方面，宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料，其具有克容量高、易脱嵌、优循环的特性。
基于材料体系的一系列突破，宁德时代研发的第一代钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。
其电芯单体能量密度高达160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；在-20°C低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系统集成效率可达80%以上；热稳定性远超国家强标的安全要求。
第一代钠离子电池既可应用于各种交通电动化场景，尤其在高寒地区具有突出优势，又可灵活适配储能领域全场景的应用需求。
为什么之前没人做钠离子电池？
相对于如日中天的锂离子电池，钠离子电池几乎是毫无名气。
随着近年来新能源汽车的持续火热，锂离子电池生产量呈现出爆发性增长，不但出现了宁德时代、LG这样的电池巨头，也带动了上游相关锂矿上市企业的业绩增长。
而锂和钠，在化学元素周期表上是同族元素，有着相似的化学性质和电化学特性。在理论上，锂电池能做，钠电池当然也能做。
不过，由于锂元素的原子量更少，密度也更低。此外，锂元素的比容量也是金属中最高，同时其电化学当量最小。因此，在理论上，锂电池体能获得金属电池中最大的能量密度，这也使其成为电池研发者眼中的首选。
实际上，世界上对锂电池和钠电池的研究几乎是同步开始，都开始于上世纪60、70年代，但二者走上了两条不同的道路，锂电池逐渐壮大走向商用，而钠电池几乎还停留于实验室阶段。
目前，业界对钠离子电池的普遍看法是：虽然拥有原材料便宜、安全性好、低温性能突出等优点，但摆脱不了“双低”的尴尬：一是能量密度低，二是循环次数低。
首先说说能量密度。
以宁德时代此次发布的钠离子电池为例，此次宁德的第一代钠离子电池电芯单体能量密度虽然能够达到160Wh/kg，超过了国内两家龙头中科海钠、钠创新能源的钠离子电池能量密度分别为135Wh/kg和120Wh/kg，但与当前磷酸铁锂电池180Wh/kg的能量密度相比，差距在10%以上。如果和不少三元电池单体能量密度已经超过了200Wh/kg相比，差距约为20%。
这是一个什么概念呢，相当于原本续航500公里的三元锂电池车型，换装同样重量的磷酸铁锂电池后，续航降到450公里，而换装等重钠离子电池后，续航降低到400公里。
再来看看循环次数。
不知道什么原因，此次宁德时代并没有发布旗下钠离子电池的循环次数，估计很多人都关心这个重要的问题，宁德时代的钠离子电池到底能充电多少次？
一般来说，钠离子电池一般循环寿命1000-4000次，而磷酸铁锂电池可达5000次。循环次数越多，意味着电池的生命周期越长，这对于成本高昂的动力电池来说相当重要。
四大创新支撑三大方向
材料与化学体系的基础研究是关键。宁德时代董事长曾毓群表示，有人认为电池的化学体系已很难创新，只能在物理结构上做些改进。“但我们认为，电化学的世界，就像能量魔方，未知远远大于已知，我们乐此不疲地探索着其中的奥秘。”
曾毓群介绍，宁德时代构建了高通量材料集成计算平台，在原子级别对材料进行模拟计算和设计仿真，凭借对原理的深刻理解，借助先进的算法和强大的算力，寻找各种材料基因的结合点，开发出更适合钠离子电池的各类材料，推动其进入产业化的快速通道，并不断迭代。下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。
在系统创新方面，宁德时代在电池系统集成方面另辟蹊径，开发了AB电池系统解决方案，即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭，集成到同一个电池系统里，通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。AB电池系统解决方案既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板，也发挥出了它高功率、低温性能好的优势。以此系统结构创新为基础，可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。
多维布局推动钠离子电池产业化
在发布会上，宁德时代研究院副院长黄起森博士介绍，在制造工艺方面，钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容，产线可进行快速切换，完成产能快速布局。目前，宁德时代已启动相应的产业化布局，2023年将形成基本产业链。
宁德时代表示，欢迎相关研究机构、上游材料供应商和下游电池应用端一起参与，共同加速钠离子电池产业链的完善和发展。
宁德时代的危与机
由于新能源汽车的火爆，催生了动力电池巨大的市场。
据SNEResearch预测，到2023年，全球电动汽车对动力电池的需求达406GWh，而动力电池供应预计为335GWh，缺口约18%。而到2025年，这一缺口将扩大到约40%。动力电池行业出现了供需结构严重失衡的现象。
另外，根据SNEResearch7月29日发布的最新数据，2021年上半年，宁德时代以29.9%的市占率排名第一；韩国电池三巨头——LG能源、三星SDI和SK创新上半年全球动力电池装机量市占率合计达34.9%，分列第二、第五和第六；松下和比亚迪分别以15%和6.9%的市占率位列第三与第四。
尽管已经成为电池行业当之无愧的龙头企业，但宁德时代或许从未感到过轻松。对手们穷追不舍，宁德时代的老大地位还不够牢固。
在6月18日举办的“中国汽车论坛”上，LG新能源亚洲营销总经理朴镇庸表示，LG能源研发的采用高镍四元（NCMA）作为正极材料的新一代动力电池将在其南京基地投产。
特斯拉率先向LG能源递出橄榄枝。据外媒报道，特斯拉准备在中国制造的ModelY车型中使用LG能源的NCMA四元锂电池，宁德时代或将受到冲击。
比亚迪凭借刀片电池也开始在中国市场攻城略地，目前，一汽集团、长安福特、现代和丰田等车企均表示与比亚迪洽谈过刀片电池合作。
7月14日，长春市政府、中国一汽集团、比亚迪共同签署新能源动力电池投资合作协议，意味着一汽或将加大比亚迪动力电池的配套比重。
不过随着钠离子电池的发布，宁德时代或许将发起一波反攻。
比亚迪的刀片电池和LG能源的四元锂电池均主打安全性能，这与宁德时代第一代钠离子电池的优势不谋而合，但与前两者相比，低成本将是宁德时代争抢市场的一把利刃。
上海有色网报价显示，今年以来，电池级碳酸锂及电池级氢氧化锂报价已分别大涨66.04%和96.97%。上游关键材料价格不断攀升，这让市场急于寻找锂的替代品。
安信证券指出，由于与锂离子电池的生产过程类似，因此钠离子电池可以直接使用现有的锂离子电池生产线，只需对原产线略加改造即可，给予了钠离子电池较强的替代性以及较大发展空间。机械自动化前沿，每日车讯cardaily
