鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：640次 | 2023年03月30日
天選之子CATL，如何開啟劃時(shí)代的鈉電池？
導(dǎo)語：鈉電池作為一個新電池，將和鉛酸、鋰電池協(xié)同發(fā)展，構(gòu)成一個電池多元路線，共同推進(jìn)新能源的長期穩(wěn)定發(fā)展，為人類"油改電"之路寫就重重一筆。
七月二十九日，全球新能源迎來一重要時(shí)刻——動力鋰電池"一哥"CATL正式公布第一代鈉離子電池。考慮到CATL的實(shí)力，以及打造爆款產(chǎn)品的能力，這個鈉離子電池大概率將成為鋰電池之后左右新能源市場的又一大殺器。
細(xì)數(shù)這些年的電池技術(shù)躍遷，要么是對鋰電池做改善，要么是其它電池材料雖革新卻無實(shí)際用途，而CATL此次推出的鈉電池則兼而有之，既是材料方面的革新，同時(shí)也擁有無窮的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
所以客觀來說，CATL鈉離子電池此番量產(chǎn)問世，堪稱電池發(fā)展史上一次最偉大的創(chuàng)新之一，絲毫不亞于1990年索尼成功開發(fā)出商用鋰電池。
假如說索尼開發(fā)的鋰電池開創(chuàng)了3C時(shí)代，進(jìn)而挺進(jìn)新能源汽車領(lǐng)域，那么CATL此次推出的鈉電池呢？業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是開啟儲能時(shí)代，而以創(chuàng)新為本的CATL表示還可"應(yīng)用于各種交通電動化場景"，這無疑充滿更多想象。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在人類"油改電"之路上，電池——這一能源儲存介質(zhì)扮演著極為重要的用途。過去兩百年，人類先后開發(fā)并大批量使用鉛酸電池和鋰電池兩大類電池，如今又一新品——鈉電池問世，它也將帶領(lǐng)人類向電能世界邁開更大一步。
1、天選之人
為何推出劃時(shí)代鈉電池的是CATL？而不是LG新能源、松下等國際動力鋰電池巨頭？亦或比亞迪、國軒高科、孚能、中航鋰電等國產(chǎn)動力鋰電池先鋒？原因無它，CATL生而卓越，是這個星球最出色的電池廠商之一。
2017年，僅僅成立6年，CATL便拿下全球動力鋰電池裝機(jī)量第一的寶座。有人說，CATL的成功是政策保護(hù)的結(jié)果。這個說法顯然太片面了，也經(jīng)不起簡單推敲，試問，政策對所有我國品牌都是機(jī)會，怎么就CATL拿下了第一？
任何一家公司的成長壯大，都離不開天時(shí)地利人和，關(guān)于CATL拿下全球第一，和其說是政策保護(hù)，不如說是它自己足夠努力。所以我們看到，2017－2020年，CATL持續(xù)4年蟬聯(lián)全球第一，從今年的表現(xiàn)來看，蟬聯(lián)5年的概率很大。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
那么，CATL有多努力呢？從CATL這十年跨越式的發(fā)展，以及引領(lǐng)近幾年的電池技術(shù)演變，即可見一斑。而這個故事，又得從多年前的行業(yè)發(fā)展分歧和一起美好姻緣開始講起。
十多年前，全球新能源方興未艾，而在電池選擇上，中外卻出現(xiàn)了分歧。彼時(shí)，以TSLA、日產(chǎn)、寶馬等為首的品牌選擇能量密度更高的三元鋰作為動力鋰電池，而國產(chǎn)廠商卻選擇了能量密度偏低的磷酸鐵鋰，這個差異的背后是技術(shù)的差距和無奈。
改變，從2011年開始。那一年，剛剛從3C鋰電巨頭ATL獨(dú)立出來的CATL，和華晨寶馬牽手，誰都沒想到這次牽手改變了我國新能源的走向，由平庸走向卓越。在啃完華晨寶馬八百頁的動力鋰電池開發(fā)流程后，CATL煥然一新，公司機(jī)制完成從一個"部門"到現(xiàn)代公司的徹底轉(zhuǎn)變。
在華晨寶馬的賦能下，可以這樣認(rèn)為，CATL，表面是一家我國公司，但骨子里卻被賦予了德國基因。這樣的公司機(jī)制，構(gòu)筑了CATL開啟10年狂飆的內(nèi)核。
2011年，CATL和華晨寶馬之諾項(xiàng)目展開合作。隨后，雙方合作車型進(jìn)一步擴(kuò)大到5系PHEV、X1PHEV和iX3等多款車型。和華晨寶馬這一德國豪華品牌的高規(guī)格合作，讓CATL的研發(fā)、產(chǎn)品和服務(wù)迅速從行業(yè)脫穎而出，為登頂全球打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在當(dāng)?shù)貢r(shí)間七月十五日德國法蘭克福舉辦的汽車創(chuàng)新獎（AutomotiveINNOVATIONSAwards）線上頒獎典禮中，因100kWh高能量密度電池技術(shù)，CATL榮獲"最具創(chuàng)新車企供應(yīng)商——新能源動力總成"大獎，成為全球首個獲得該獎項(xiàng)的公司。
更加有意思的是，被華晨寶馬磨礪為優(yōu)秀供應(yīng)商的CATL，反過來又促進(jìn)我國新能源的整體進(jìn)步。這里有一個小故事，一位宇通新能源工程師曾私下跟我說，原本宇通新能源也是處于"作坊"狀態(tài)，但得益于和CATL的合作，宇通新能源也獲得了"新生"。
而在技術(shù)層面，CATL的卓越體現(xiàn)的更為明顯。鑒于全球第一3C電池廠商——ATL的鋰電積淀，以及華晨寶馬對三元鋰動力鋰電池的需求，讓CATL在成立之初就將研發(fā)重心放在了三元鋰和磷酸鐵鋰電池上，并沒有和其它我國廠商相同"偏科"。
CATL在三元鋰電池技術(shù)上的突破意義是巨大的，它讓我國新能源車的性能快速提升，開始比肩TSLA。2020年四月，小鵬P7上市，其最大工況續(xù)航達(dá)到了706公里，一躍成為全球續(xù)航最高的車型，而其搭載的正是全球最優(yōu)秀的CATL811電池。
是的，CATL不僅打破了十年來我國三元鋰電池技術(shù)落后的局面，而且已經(jīng)開始引領(lǐng)全球動力鋰電池技術(shù)的發(fā)展，比如材料方面，包括811、鎳55、摻硅補(bǔ)鋰、12V低壓鋰電，以及此次橫空出世的鈉電池，還有結(jié)構(gòu)方面的CTP、CTC等，都是叱咤業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先技術(shù)。
鑒于CATL三元鋰電池技術(shù)獨(dú)步天下，且品質(zhì)非常出眾，CATL的電池被TSLA、寶馬、奔馳和大眾等全球品牌追捧，甚至被歐美總統(tǒng)艷羨。這份眾星捧月般的待遇，是我國零部件供應(yīng)商之前從未有過的榮耀，但CATL做到了。卓越的CATL，已經(jīng)成為我國新能源的一張王牌。
2、開啟鈉時(shí)代
此番，盡管將鈉電池推向了高潮，但CATL卻并非第一個量產(chǎn)鈉電池的品牌。去年九月中旬，中科海鈉宣布鈉離子電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)量可達(dá)30萬只／月，這是全球首個宣布批量生產(chǎn)的鈉電池。
去年底，央視財(cái)經(jīng)頻道報(bào)道了我國新能源電池的技術(shù)突破，其中就包括中科海鈉的鈉電池，這是外界首次了解到該電池的綜合性能，其能量密度接近150Wh／kg，循環(huán)壽命達(dá)4500次以上，且高低溫性能優(yōu)異，安全性高，具備快充能力。
今年六月，由中科院物理所和中科海鈉聯(lián)合推出的全球首套1MWh鈉離子電池光儲充智能微網(wǎng)系統(tǒng)，在山西太原綜改區(qū)正式投入運(yùn)行，這標(biāo)志著我國在鈉離子電池技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化走在了世界前列。
鈉電池之所以被中科海鈉突破，一個關(guān)鍵原因在于其聚集了領(lǐng)先的技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)，現(xiàn)擁有以我國科學(xué)院物理研究所陳立泉院士、胡勇勝研究員為技術(shù)帶頭人的研究開發(fā)團(tuán)隊(duì)，他們是我國最早研究鈉電池的一批資深專家。
不過，雖然中科海鈉率先量產(chǎn)了鈉電池，但是對市場造成的影響卻十分有限，知之甚少。而CATL作為全球動力鋰電池老大，此次公布的鈉電池不僅轟動國內(nèi)外，在國內(nèi)還成功催生了鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈，成為行業(yè)崛起前的重要信號。
而且，就像三元鋰、811、鎳55、CTP等眾多引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)步的技術(shù)，CATL此次公布的鈉電池，同樣具備行業(yè)風(fēng)向標(biāo)的用途，注定會在新能源等市場引起巨大波瀾。而從CATL公布會公布的干貨內(nèi)容來看，也確實(shí)驚艷了這個時(shí)代。
據(jù)CATL介紹，其鈉電池電芯單體能量密度高達(dá)160Wh／kg；常溫下充電15分鐘，電量可達(dá)80％以上；在－20°C低溫環(huán)境中，也擁有90％以上的放電保持率；系統(tǒng)集成效率可達(dá)80％以上；且熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。
在前一篇有關(guān)鈉電池的科普文中，我們已經(jīng)了解鈉電池的最大缺點(diǎn)就是能量密度偏低。但是不管從中科海鈉還是CATL的鈉電池來看，新一代鈉電池的能量密度并不低，已經(jīng)比肩市面先進(jìn)的磷酸鐵鋰電池，以及幾年前的三元鋰電池，可見鈉電池能量密度低的問題已經(jīng)被攻克。
另外，按照CATL的說法，目前公布的只是第一代鈉電池，第二代鈉電池將更加先進(jìn)，能量密度高達(dá)200Wh／kg。是的，鈉電池的能量密度其實(shí)并不低，假如結(jié)合高達(dá)80％的集成效率，鈉電池包的能量密度將會極為可觀。
在CATL公布鈉電池之后，業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為它將取代磷酸鐵鋰電池。然而，熟悉CATL作風(fēng)的應(yīng)該了解，它總是能帶給我們一些驚喜。
此次，CATL還公布了一個新鮮技術(shù)——AB包，即鈉離子電池和鋰電池兩種電池按一定比例進(jìn)行混搭成電池包。雖然AB包技術(shù)大家非常陌生，但CATL其實(shí)已經(jīng)開發(fā)了三元鋰磷酸鐵鋰混合的電池包，且即將應(yīng)用到蔚來某車型上。
據(jù)介紹，AB電池系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，既彌補(bǔ)了鈉離子電池在現(xiàn)階段的能量密度短板，也發(fā)揮出了它高功率、低溫性能好的優(yōu)勢。CATL強(qiáng)調(diào)，"以此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為基礎(chǔ)，可為鋰鈉電池系統(tǒng)拓展更多應(yīng)用場景。"
在CATL勾勒的電能世界里，鈉電池的應(yīng)用范圍是無法界定的。而可以確定的是，今天，鈉電池時(shí)代已然被開啟。當(dāng)然，鈉電池要想成為人類下一個重要儲能介質(zhì)仍有諸多挑戰(zhàn)，包括重量密度、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)業(yè)鏈等問題都亟待進(jìn)一步提升。
不過從發(fā)展角度來看，CATL此次宣布推出鈉電池是一個強(qiáng)烈信號，它意味著鈉電池至少已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室，上述問題也已經(jīng)都得到有效改善，完全可以滿足商業(yè)化應(yīng)用。
假如要說一個具體啟動時(shí)間，2023年將是一個重要節(jié)點(diǎn)。CATL表示，"已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。"這意味著，鈉電池的產(chǎn)業(yè)鏈布局實(shí)際上已經(jīng)悄然開始。
3、從此，一往無前
鋰電池已有三十多年歷史，而鋰動力鋰電池也有十多年歷史，相較發(fā)動機(jī)百年歷史雖算不上特別久，但也相當(dāng)成熟了，和鉛酸電池形成分庭抗禮之勢。作為鋰電池全球領(lǐng)先者，CATL為何在這個時(shí)候推出新品類鈉離子電池？
在曾毓群看來，"碳中和"催生了萬億瓦時(shí)級的電池需求，推動了新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，新的應(yīng)用場景不斷出現(xiàn)，給了不同技術(shù)施展的舞臺，多元化的技術(shù)路線，也將助力產(chǎn)業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展。
曾毓群指出的多元技術(shù)路線，值得我們警惕。鋰電池最重要的原材料是鋰，隨著新能源市場高速發(fā)展，加上儲能市場的崛起，意味著市場對鋰的需求只會越來越大。據(jù)測算，2020年鋰需求為31．8萬噸，2023年則上升至78．6萬噸。
雖然市場的鋰需求在快速爬升，但鋰電池的儲量前景卻令人堪憂。數(shù)據(jù)顯示，截止2020年，全球已探明鋰礦儲量僅有2100萬噸，要了解現(xiàn)在全球新能源市場滲透率僅有6％，仍有極大上升空間，屆時(shí)鋰資源必然會出現(xiàn)短缺。
據(jù)測算，最快到2023年，鋰資源將出現(xiàn)1．8萬噸的缺口。而據(jù)光大證券近日撰文表示，作為提取鋰的重要原材料，氫氧化鋰的價(jià)格已經(jīng)連漲34周，碳酸鋰價(jià)格也連漲3周，而且價(jià)格均創(chuàng)年內(nèi)新高。顯然，鋰的供需已經(jīng)趨于緊張了。
另外不難預(yù)計(jì)，在各國激進(jìn)的新能源政策下，鋰資源必將成為制約新能源發(fā)展的最大掣肘。在中歐全力發(fā)力新能源市場后，美國開始覺醒，當(dāng)?shù)貢r(shí)間八月五日，，美國首次對外宣布到2030年美國銷售的所有新車中一半為新能源汽車。
對我國這一全球最大新能源市場來說，鋰供應(yīng)更加不容忽視。在2020年探明的鋰礦儲量中，智利為920萬噸，排名第一，其次是澳大利亞、阿根廷、我國，其中我國儲量僅150萬噸。
目前，我國重要以進(jìn)口澳洲鋰精礦和南美鋰鹽為主，這是因?yàn)槲覈柠}湖海拔過高，生產(chǎn)加工較困難，成本偏高。發(fā)展新能源本就是我國能源安全戰(zhàn)略的一部分，假如無法解決鋰儲量嚴(yán)重不足的問題，那么發(fā)展新能源將成為一句空話。
所以，無論是著眼于全球新能源的長期穩(wěn)定發(fā)展，還是事關(guān)我國新能源的未來，乃至能源安全，我們都必須尋找鋰電池之外的電池。而技術(shù)日漸成熟的鈉電池，就成為了各個電池廠商下一個重點(diǎn)追逐的方向，畢竟鈉不存在儲量不足的問題。
有數(shù)據(jù)顯示，地殼中鈉儲量占比2．74％，而鋰儲量僅為0．0065％，是鋰資源的440倍。以察爾汗鹽湖的鈉儲量為例，它是我國最大的鹽湖，也是世界最大的天然鹽湖之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，察爾汗鹽湖中的氯化鈉儲量高達(dá)426．2億噸。
如此看來，鈉電池作為一個新電池，和鉛酸、鋰電池協(xié)同發(fā)展，構(gòu)成一個電池多元路線，共同推進(jìn)新能源的長期穩(wěn)定發(fā)展是極為合適的。鋰電場趨于瓶頸，鈉電池的橫空出世，從側(cè)面凸顯了CATL作為全球動力鋰電池一哥的成色。
關(guān)于鈉電池問世，曾毓群難掩內(nèi)心自豪，他說，"有人認(rèn)為電池的化學(xué)體系已很難創(chuàng)新，只能在物理結(jié)構(gòu)上做些改進(jìn)。但我們認(rèn)為，電化學(xué)的世界，就像能量魔方，未知遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于已知，我們樂此不疲地探索著其中的奧秘。"
令曾毓群更加自豪的是，突破鈉電池技術(shù)的是以CATL研究院副院長黃起森博士為首的新一代研發(fā)工程師。公布會上，曾毓群特意用了"年輕人"一詞?？吹贸鰜?，作為一個技術(shù)大佬，曾毓群對這些后輩很滿意。
2019年十月，瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2019年諾貝爾化學(xué)獎授予約翰·古迪納夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰，以表彰他們在鋰電池研發(fā)領(lǐng)域作出的突出貢獻(xiàn)。包括黃起森博士在內(nèi)的突破鈉電池技術(shù)的工程師們不知日后是否也會獲得諾貝爾化學(xué)獎，但他們的名字注定會被錄進(jìn)鈉電池發(fā)展史上。
