發(fā)生在4月27日的一則新聞，迅速在輿論界掀起軒然大波：寧德時(shí)代（300750）與海博思創(chuàng)（688411）簽下3年60GWh鈉離子電池（885928）戰(zhàn)略合作協(xié)議，成為鈉電池史上最大單筆訂單。一個(gè)是全球動(dòng)力電池巨頭，一個(gè)是全球儲(chǔ)能（885921）巨頭，兩巨頭在鈉離子電池（885928）商業(yè)化應(yīng)用上的大手筆合作，以一種極具爆炸性的方式呈現(xiàn)在公眾眼前。
一時(shí)間，籠罩在鈉電池頭上的種種疑云，開始煙消云散。眾所周知，鈉是地球上蘊(yùn)含量極度豐富的資源，與鋰資源相比是真正的“天賦異稟”。國內(nèi)外的動(dòng)力電池廠商也早就有相關(guān)研究和實(shí)驗(yàn)，想要將鈉電池推向?qū)嶋H應(yīng)用。
但在工程學(xué)上，實(shí)驗(yàn)室研究與生產(chǎn)線上的大規(guī)模量產(chǎn)之間，總是存在著巨大的鴻溝。與技術(shù)十分成熟的鋰電池（884309）相比，鈉電池看似只是不起眼的“替代品”，但其要最終完成裝車和儲(chǔ)能（885921）交付，過程也并沒有想象中那么簡單。
究其根源是鈉電池的量產(chǎn)制造存在著多重技術(shù)難關(guān)，如果沒有長期的研究和技術(shù)攻關(guān)，鈉電池將永遠(yuǎn)只停留在PPT上，這也是當(dāng)前大多數(shù)電池廠商在該領(lǐng)域止步不前的原因。
寧德時(shí)代（300750）是鈉電池的忠實(shí)擁躉，當(dāng)行業(yè)還在疑慮鈉電池的經(jīng)濟(jì)性和商業(yè)價(jià)值時(shí)，寧德時(shí)代（300750）已率先推出了鈉新電池品牌，且已逐步搭載于量產(chǎn)乘用車（884099）之上。如今寧德時(shí)代（300750）又在儲(chǔ)能（885921）領(lǐng)域創(chuàng)下大單，這宣告鈉電池的商業(yè)化邁入了一個(gè)新紀(jì)元。
過去，寧德時(shí)代（300750）在鋰電池（884309）賽道一路領(lǐng)先，這背后是其強(qiáng)大的技術(shù)創(chuàng)新體系支撐。現(xiàn)在，全新的鈉電池賽道徐徐展開，寧德時(shí)代（300750）的技術(shù)創(chuàng)新敘事也再次開講。
突破負(fù)極材料難關(guān)
鈉離子電池（885928）的工作原理并不神秘，就是利用鈉離子（Na+）在正極和負(fù)極之間的嵌入/脫嵌反應(yīng)進(jìn)行充放電。
兩者的核心差異集中在材料體系。
鋰電池（884309）的負(fù)極活性材料用的是石墨，但鈉電池不行。石墨層間距只有0.3nm左右，不能嵌入更多的鈉離子。打比方來說，石墨像一排窄車位，小車（鋰原子）能輕松?？浚筌嚕ㄢc原子）卻擠不進(jìn)去，這就導(dǎo)致儲(chǔ)鈉容量更低、續(xù)航更短。
既然成熟的石墨體系難以走通，硬碳、軟碳或合金材料就成了負(fù)極的理想材料。硬碳，又稱不可石墨化碳，其層間距大、孔洞多，寬松的結(jié)構(gòu)剛好能適配體型更大的鈉離子嵌入和存儲(chǔ)，也是當(dāng)前鈉電池產(chǎn)業(yè)化最成熟的負(fù)極材料。
但硬碳也存在自身缺陷。首先，它的內(nèi)部密密麻麻全是超微小孔洞，在制漿環(huán)節(jié)高速攪拌混料時(shí)，空氣全部鉆進(jìn)微孔里排不出來，漿料滿是氣泡、持續(xù)發(fā)泡。其次，這種帶氣泡的漿料涂到箔材上，涂層厚薄不均、有空洞，會(huì)讓后續(xù)電池容量和一致性崩潰。常規(guī)攪拌、消泡工藝又壓不住微孔藏氣，成為制造鈉電極片的頑疾。
怎么辦？只能不斷試錯(cuò)、啃硬骨頭。寧德時(shí)代（300750）創(chuàng)造性地發(fā)明了埃米級（1埃 = 0.1納米）孔徑調(diào)控與表面分子鎖水技術(shù)。埃米級孔徑調(diào)控技術(shù)改變硬碳的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，給硬碳做“微整形”，通過埃米級的超高精度調(diào)控，把硬碳內(nèi)部微孔從“雜亂迷宮”改成“整齊直通高速路”，讓攪漿時(shí)空氣能快速逸出，解決物理發(fā)泡。
表面分子鎖水技術(shù)，則是給材料穿上“防水衣”。硬碳就像一塊“干燥劑”，特別吸水，一旦吸水，不僅會(huì)消耗電解液，還會(huì)產(chǎn)生腐蝕性物質(zhì)，縮短電池壽命。寧德時(shí)代（300750）在硬碳材料的表面構(gòu)建了一層特殊的“分子鎖水層”。這層“鎖水”技術(shù)就像特氟龍涂層的不粘鍋一樣，遏制了鈉金屬的酸腐蝕，大幅提升了電池的循環(huán)壽命和安全性。
堵住致命制程缺陷
解決完材料問題是第一步，新的難題集中在負(fù)極集流體上。
鈉電池負(fù)極集流體采用的是鋁箔，而不是鋰電池（884309）的銅箔。因?yàn)殁c離子與鋁不會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，且鋁比銅便宜。但鋁箔存在缺點(diǎn)，其表面光滑、惰性強(qiáng)，像荷葉表面一樣不掛水、不粘東西，這導(dǎo)致硬碳漿料和鋁箔物性排斥，浸潤性差。在涂布工序中，硬碳漿料涂到鋁箔上容易掉粉、脫層，附著力差，引發(fā)電池導(dǎo)電接觸差，容易發(fā)熱衰減。
常規(guī)的膠水和配方解決不了粘結(jié)問題，怎么辦？寧德時(shí)代（300750）自研了雙極性功能涂層。雙極性功能涂層像一層“雙面膠”，它的兩面具有不同的功能，一側(cè)牢牢地“抓”住鋁箔，與漿料接觸的一面則經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，能夠與硬碳漿料高效浸潤，并強(qiáng)力“抓住”硬碳顆粒。通過這個(gè)中間層，寧德時(shí)代（300750）成功地將原本“水火不容”的鋁箔和硬碳緊密地結(jié)合在了一起。
此外，寧德時(shí)代（300750）還創(chuàng)造性地發(fā)明了一項(xiàng)顛覆性的“自生成負(fù)極”技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)從材料端，就直接將硬碳砍掉，讓負(fù)極在電池第一次充電時(shí)自己長出來。這相當(dāng)于，首次充電時(shí)，鈉離子從正極跑出來，穿過電解液，直接在鋁箔表面沉積成一層金屬鈉，這層鈉就是負(fù)極；后續(xù)循環(huán)，鈉反復(fù)溶出/沉積。
負(fù)極生產(chǎn)端的制漿、涂布等工藝也可以不用了，硬碳吸水、產(chǎn)氣、粘鋁箔難的問題也迎刃而解。
不僅如此，鈉電池的能量密度也實(shí)現(xiàn)了跨越式的跳級。因?yàn)榻饘兮c比容量是硬碳的3到5倍，這意味著，往后隨著寧德時(shí)代（300750）的鈉電池迭代，性能將會(huì)翻倍式提升。
鈉新電池：市場規(guī)則定義者
既然有自生成負(fù)極技術(shù)，那之前的埃米級孔徑調(diào)控與表面分子鎖水技術(shù)、雙極性功能涂層，是不是都沒意義了？答案并非如此。這幾項(xiàng)技術(shù)并非替代關(guān)系，而是解決不同的問題 “組合拳”。
自生成負(fù)極技術(shù)更多是為了追求極限能量密度，在體系層面，它是面向未來的下一代技術(shù)方案。
總結(jié)來說，孔徑調(diào)控和雙極性涂層是“現(xiàn)在”，能夠讓基于硬碳的鈉電池得以大規(guī)模量產(chǎn)，滿足了市場對高性價(jià)比電池的需求；自生成負(fù)極是“未來”，它探索的是能量密度的極限，滿足更極致的續(xù)航需求。
由此可見，寧德時(shí)代（300750）在鈉電池技術(shù)上，仍然遵循著“技術(shù)儲(chǔ)備先發(fā)”的極限卡位，在提供當(dāng)下最好的現(xiàn)貨的同時(shí)，又儲(chǔ)備著更好的未來技術(shù)方案。
可以預(yù)見，在走出商業(yè)化第一步后，鈉電池行業(yè)也將會(huì)很快進(jìn)入能量密度競爭的“下半場”。寧德時(shí)代（300750）堅(jiān)持量產(chǎn)和前瞻技術(shù)儲(chǔ)備、預(yù)研并行的節(jié)奏，不僅穩(wěn)步突破量產(chǎn)深水區(qū)，更為后續(xù)持續(xù)技術(shù)迭代筑牢底座，進(jìn)一步鞏固在鈉離子電池（885928）賽道的技術(shù)引領(lǐng)權(quán)與行業(yè)話語權(quán)。
隨著工藝成熟與良率爬坡，鈉電產(chǎn)業(yè)化紅利將加速釋放：一是規(guī)?；瘞?dòng)成本快速下行，有望逐步追平并低于同層級鋰電成本；二是產(chǎn)能交付能力持續(xù)提升，在低速車、儲(chǔ)能（885921）、商用車等場景實(shí)現(xiàn)對鋰電 30%—40% 的存量替代，成長空間進(jìn)一步打開。
在動(dòng)力電池領(lǐng)域，寧德時(shí)代（300750）擁有2.1萬名工程師、1.5萬件全球?qū)＠?，擁有超大的研發(fā)規(guī)模和極限制造能力，堪稱中國硬科技的“終極代表”，全球能源（850101）的“定海神針”。
繼鋰電池（884309）之后，鈉電池給寧德時(shí)代（300750）的增長打開了全新的想象空間。60GWh的訂單只是開始，寧德時(shí)代（300750）的價(jià)值將因此被歷史性地重新定義。
