豪赌“盐碱地”:宁德时代为何押注钠离子电池?

全球最大锂电池制造商正积极布局,意图打破锂资源瓶颈,重塑储能格局,但成本与性能仍是关键挑战。
在新能源革命的浪潮中,储能技术路线之争日趋白热化。当固态电池被视为下一代电池技术“皇冠上的明珠”时,全球最大的锂电池制造商宁德时代却将目光投向了另一片“盐碱地”——钠离子电池。
近日,宁德时代联合创始人曾毓群在接受路透社采访时表示,钠离子电池未来有望取代公司目前占据主导地位的锂电池市场的一半份额。这一表态引发了行业震动,因为这意味着锂电池巨头正在押注一种性能略逊,但原材料更为廉价易得的替代技术。
宁德时代并非纸上谈兵。事实上,该公司已经推出了混合使用锂电池和钠电池的Freevoy电池包,用于长续航电动汽车。虽然能量密度较低是钠电池的主要短板,导致电池体积和重量增加,但在电动汽车领域,每一盎司和每一寸空间都至关重要。但宁德时代并未止步于此,计划在今年晚些时候推出第二代钠离子电池,宣称能量密度将超过200瓦时/公斤。虽然与目前能量密度高达300瓦时/公斤的顶级锂离子电池相比仍有差距,但与其第一代160瓦时/公斤的产品相比,已经有了显著提升。
不仅宁德时代,全球范围内多家公司都在加速钠离子电池的生产,为潜在的市场巨变做准备。比亚迪也已在去年破土动工建设新的钠离子电池千兆工厂,预计2027年全面投产后,年产量将达到30吉瓦时。
钠离子电池的诱惑
钠离子电池(SIBs)的基本原理并不复杂。钠的化学性质与锂相似,因此钠离子电池与锂离子电池在结构上基本相同。它们也具有相当的回合效率(RTE),即能量输入与输出的比率接近。然而,钠离子电池的能量密度低于锂离子电池,这在过去限制了其应用。
尽管存在这些局限,电池行业对钠离子电池的热情高涨,原因在于钠资源的丰富性和易获取性。海水蕴藏着丰富的钠资源,钠的提取比锂更为容易,且无需像锂和其他稀有金属那样进行破坏性的采矿作业。这使得钠离子电池在成本、可持续性以及供应链安全方面更具优势。
除了成本和可持续性之外,钠离子电池还具有其他优点。其化学特性使其具有出色的耐极端温度性能。与锂离子电池相比,钠离子电池不易发生热失控,并且在寒冷条件下性能更好。在大型储能应用中,安全性至关重要。如果在炎热、干燥且容易发生野火的地区(例如美国西南部或澳大利亚大部分地区)建立太阳能发电场,钠离子电池可能是更明智、更安全的选择。
即使存在能量密度方面的不足,钠离子电池的耐寒性也引起了电动汽车行业的关注。在冰冻温度下,锂离子在进入负极时容易“迷路”,附着在负极外部,降低效率甚至导致短路。钠电池对这个问题具有更强的抵抗力。大多数锂电池在-20°C(-4°F)时开始出现问题,而宁德时代声称其第二代钠电池可以处理低至-40°C(-40°F)的低温,这也是该公司考虑将其用于电动汽车的原因之一。
挑战与变数
尽管前景光明,钠离子电池的商业化之路仍然充满挑战。尽管宁德时代、比亚迪和Natron等公司积极推进,但其在电动汽车领域的应用仍存疑。最大的障碍在于能量密度。钠离子电池的能量密度仍然低于锂电池,虽然其原材料更便宜,但单位储能成本实际上更高。
与此同时,市场格局也存在变数。钠离子电池最初受到关注,是因为锂资源短缺。但如今,由于供应过剩,锂价已大幅下跌,过去三年下降了70%。这削弱了钠离子电池的经济优势。哥伦比亚大学电池化学家Dan Steingart在2025年2月发表的《科学》杂志文章中指出,钠离子电池制造商的规模仍然太小,无法从规模经济中受益。斯坦福大学2025年1月的一项研究也指出,钠离子电池何时才能具有成本竞争力仍然高度不确定。
此外,锂电池在多个行业仍然占据主导地位。即使钠离子电池具有潜在的“拖放”兼容性,但转变制造和消费者需求也需要时间。这造成了一个“先有鸡还是先有蛋”的难题:只有大规模生产才能降低钠电池的成本,但只有当成本足够低时,才能实现大规模生产。
“盐”的启示
尽管面临挑战,钠离子电池的前景依然充满希望。钠离子电池已经开始推广,并得到了全球一些最大电池制造商的支持。这使得钠离子电池在技术成熟度方面领先于其他新兴电池技术。
与传统的“金矿”相比,钠资源更像一片“盐碱地”,虽潜力巨大,但开发难度同样不容小觑。宁德时代等巨头的豪赌能否成功,取决于能否克服成本与性能的挑战,最终重塑储能格局,仍有待市场检验。