宁德时代十分钟“钠”喊的弦外之音( 二 )


总是走在科学最前沿的诺贝尔奖早就洞察了正在发生的能源与社会巨变 , 他们在2019年就将化学诺尔贝奖授予给了三位科学家 , 以表彰他们发明锂电池产生的巨大社会贡献 , 并赞誉他们奠定了无线、无化石燃料社会的基础 。
宁德时代十分钟“钠”喊的弦外之音
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大需求、大市场、大生态 , 在碳中和背景下 , 锂离子电池是当仁不让的牛鼻子 , 将快速进入TWh时代 。根据《彭博新能源财经》近日发布的《新能源展望》年度报告 , 2030年交通和储能对锂离子电池的需求将激增至5.9Twh , 而2020年 , 全球动力电池产能只有100Gwh的量级 , 这意味着59倍级产能的跃升 , 一个价值五万亿元的新蓝海汹涌而来 。
如同天南地北的老饕对于事物有着不同的偏好 , 人们对于电力的需求也是五花八门 , 显而易见的是 , 单一的技术路线不可能满足所有的需求 。更为重要的是 , 当重要性和唯一性叠加在同一产业链上时 , 资本效应带来的往往是负面 。
符合经济学和市场逻辑的是 , 当市场需求足够大 , 必然进入多层次、多类型、多元化阶段 , 各种电动化场景层出不穷 , 过去锂电池包打天下已无法满足细分市场需求 , 需多点开花 。
化学元素有一百多种 , 作为“宁”选之子钠离子到底有何天赋异禀?
钠与锂同属第一主族 , 具有相同工作原理 。钠离子电池长板很突出 , 低温性能好、适合快充、安全稳定 。更重要的是钠在地球上的含量太丰富了 , 海水里都是氯化钠 , 因此钠离子电池被业界一度被视为极具潜能电池体系 。
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但是钠也有天生的短板 , 它的电位比锂高 , 钠离子比锂离子大且重 , 在材料中无论是嵌入、脱嵌都会导致电极材料体积膨胀或者材料失活 , 因此能量密度低、循环寿命短 , 而这两个指标恰恰是电池的核心竞争力 。
正因为如此 , 钠离子电池尽管有着跟锂离子几乎同样长的研究历史 , 但核心材料均未取得关键技术突破 。
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宁德时代的钠离子电池“攻坚战”
21世纪什么最难 , 基础学科创新最难 。
宁德时代创始人、董事长曾毓群在发布会上说 , 有人认为 , 电池的化学体系已经很难创新了 , 只能在物理结构上做些改进 。这也是市场的主流认知 , 近年来电池领域的创新多为结构创新 , 比如CTP , 刀片电池 , 而化学体系的创新鲜有耳闻 , 甚至有媒体说电池技术的发展 , 早已进入一个相对停滞期 。
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宁德时代在一片质疑声中躬身入局 , 上百亿的研发投入 , 5000多研发人员的皓首穷经 , 展现出了碾压式的竞争力 。
化学体系创新有多难呢?
电池是个复杂化学体系 , 数十种成分 , 纳米级材料 , 在有限的空间内进行能量转换 , 还要兼顾安全性、循环寿命、倍率性能 , 可以说是一门精妙的科学 , 极其考验电池企业对材料全面的理解 。
攻关钠离子 , 宁德时代祭出了两大法宝:即让人不明觉厉的高通量计算平台和模拟仿真技术 , 在纳米级的空间里解析分子结构与作用机理 , 寻找各种材料基因的结合点 , 开发各具优势的化学材料和体系 。本质上比拼的是对材料原理的理解和算法算力 。