钠离子电池申请专利技术（钠离子电池研发）

电车再也不怕低温！中国新型电池正式装车！价格远低于锂电池

分享2个重磅新闻：2月23日，在国内钠离子电池头部企业中科海钠的新品发布会上，不仅展示了旗下三款极具竞争力的钠离子电池电芯，更是官宣与江淮汽车合作，在江淮的主力车型思皓EX10花仙子上实现了钠离子电池装车！

这款钠离子电池是基于中国本土专利（铜基层状和煤基无定形碳技术）技术打造而来。此次装车的思皓EX10花仙子，续航里程为252km，电池容量为25kWh，电芯能量密度140Wh/kg，系统能量密度120Wh/kg，快充时间为15~20分钟。

钠离子电池上车了！

而仅仅5天之后，2月28日，国内锰酸锂电芯著名制造商孚能科技发布公告，近日收到江铃集团《EV3钠电池定点函》，将向后者销售钠离子电池包总成，预计2023年第二季度实现量产装车。

获得《电池定点函》，标志着孚能科技钠电池产品获得客户的认可，迈出由实验室到市场应用的关键一步，意味着孚能科技将率先推动钠电池应用的落地，成为钠电领域行业的先行者。除江铃汽车外，孚能科技还与其他乘用车企深入合作，加速推动钠离子电池装车。

锂电池问题仍然多多

核心关键词：钠离子电池。2014年是我国的新能源汽车元年，至今已经过去了8年。这8年时间我国新能源汽车的发展速度有目共睹。而且现在“电力进，混动退，氢能辅”的发展主基调也已经被牢牢定格。

新能用一句话来概括就是：新能源车绝不只是电动汽车，但电动汽车却是当前新能源车的课代表。电动汽车发展了8年多时间，目前和燃油车比起来，还存在不少缺点。抛开续航表现不如燃油车之外，目前主要存在的弱点有3个：一是怕冷怕怕热、二是安全系数低、三是寿命相对短。

当然，锂电池的种类很多，有钴酸锂、钛酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、三元锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂……但实际用在电动汽车上的锂电池，主要是三元锂电池、磷酸铁锂电池2大类。磷酸铁锂电池安全性好，而三元锂电池，能量密度高容量大。

锂矿几年时间，价格翻十几倍

寻找替代品势在必行

除了这些缺憾之外，锂电池的另一项硬伤是：碳酸锂（锂离子电池的最重要“锂源”）成本高、地球储量稀少、还集中在南美洲，开采过程含有一些“Zheng Zhi风险”。近几年来碳酸锂价格出现十几倍的暴涨。锂电池制造商们整天胆战心惊……

那么能不能想想办法，发明一种锂电池的替代品？原料来源丰富，随处可得，而且廉价？同时如果安全性、高温低温性能、寿命等等方面的性能如果也能获得“意外之喜”的话，那就太好了！

几年来，锂电池的替代品主要有3个方向：铝离子电池、钠离子电池、镁离子电池。——而其中距离商用最近的，是钠离子电池。——一种不怕热、不怕冷、寿命长、功率大、容量接近磷酸铁锂、成本价格还贼低的电池！

钠离子电池走向前台

原材料无穷无尽

钠离子电池，顾名思义就是用钠离子代替锂离子的电池。钠元素地球上可多了去了。俗话说的好：大海啊你全是水；骏马啊你四条腿！——海水里可都是无穷无尽的氯化钠（食盐）啊！而生产钠离子电池的关键原料碳酸钠（俗称小苏打、纯碱、烧碱），更是便宜到爆了！

套用宁德时代老板的那句名言：“以前钴的价格炒得很凶，我们就拼命搞无钴，镍炒起来后我们做无镍。现在锂的价格还在炒，我就搞一个钠，我觉得氯化钠炒不起来，因为盐很多。”就目前来看，钠离子电池售价预期将只有同规格锂电池的大约一半出头。

不怕热，也不怕冷

钠离子电池几乎全能

寿命方面，钠离子电池的循环寿命从几千次到上万次不等，优于以“长寿命”著称的磷酸铁锂电池。而安全方面，即使是穿刺都不会爆炸的钠离子电池，因为化学惰性很高，本身就远比锂电池安全。

而且钠离子电池不怕冷也不怕热，零下20℃下实际容量依然高于90%以上（国内公开的成绩是93%以上），同时温度升高到80℃依然稳定安全，无任何异常。这意味着搭载钠离子电池的车，将不再惧怕东北的冬天！本身也不需要锂电池那么复杂的散热系统。

容量表现略微偏弱

不过似乎能接受

目前钠离子电池唯一的缺点是能量密度，也就是容量。大致处于“接近磷酸铁锂”或者“略微低于磷酸铁锂”的水平。比方说一台车原本采用磷酸铁锂电池，能续航500公里，现在改了同样体积、重量的钠离子电池，只能跑400公里。不过似乎能接受……

目前国内钠离子电池行业比较前端的企业有：宁德时代、中科海钠、孚能科技。海基新能源1万次寿命的超长寿钠离子电池也已经问世，比亚迪也官宣早已经入局钠离子研发。此外多氟多、传艺钠电、派能科技、科翔股份、欣旺达、万润新能、中自科技……全线都有研发成果展示。

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宁德时代有什么发明专利

国家专利局网站显示，宁德时代已就一项与钠离子电池相关的技术申请专利。该项专利的申请人为宁德时代董事长曾毓群，申请时间为2021年6月。宁德时代是全球领先的动力电池系统提供商，专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售，致力于为全球新能源应用提供一流解决方案。主要产品包括动力电池系统、储能系统、锂电池材料。

宁德时代申请无负极金属电池专利 应用于下一代钠离子电池

宁德时代日前已申请无负极金属电池技术专利，该专利包括相关技术的材料设计与关键工艺，或将应用于下一代钠离子电池。该技术的应用将使得电池能量密度有望从材料本质上得到大幅提升，实现下一代钠离子电池能量密度超过200Wh/kg。

去年7月份，宁德时代发布了之一代钠离子电池，其电芯单体能量密度达到160Wh/kg，在常温下充电15分钟，电量就可以达到80%，具有快充能力。

宁德时代董事长曾毓群曾称，钠离子电池在低温性能、快充以及环境的适应性等方面拥有独特的优势，与锂离子电池相互兼容互补。

宁王的钠离子电池能量密度同行更大，能否继续领跑全球动力电池？

随着 宁德时代取得钠离子电池的专利。根据企查查资料，该专利包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液。至此之一代钠离子电池实现 160Wh/kg 的能量密度，已经处于当前全球更高水平。”宁德时代董事长曾毓群表示。7 月 29 日，宁德时代用一场 10 分钟的线上发布会，为我们揭开其之一代钠离子电池的 “神秘面纱”。

据宁王 发布数据，之一代钠离子电池电芯单体能量密度可达 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，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。

总体来看，之一代钠离子电池的能量密度略低于磷酸铁锂电池（180Wh/kg），但是，在低温性能和快充方面具有优势，特别是在高寒地区高功率应用场景。

此外 还有 锂钠混搭电池包在宁德时代钠离子电池发布会中首次亮相，在一个电池包中搭载了锂离子电池和钠离子电池 “合二为一”，实现了锂钠电池的集成混合共用。锂钠混搭电池包既弥补了钠离子电池现阶段的能量密度短板，也发挥了高功率、低温性能的优势。宁德时代通过 AB 电池系统解决方案将不同材料体系的电池混合共用，达到取长补短、1+1 2 的效果，突破单一电池材料体系的适用边界，拓展更多应用场景。

AB 电池系统解决方案，主要通过电池管理系统（BMS）的精准算法进行不同电池体系的均衡控制。通过 BMS 对不同电芯的电压、温度、SOC（state of charge）分别进行监控保护，根据不同材料的衰减曲线调整整个电池系统的 SOH（state of health）状态。宁王 的 下一代钠离子电池能量密度将突破至 200wh/kg。“而能量密度突破的实现路径主要通过继续优化正极材料，攻克容量更高的负极材料和相关的电解液体系。”

挑战 与 机遇

钠离子电池的 优点很多 ： 具有能量密度相对较低、成本较低、安全性高、资源丰富的特点，其更大意义是电池产品和原材料供应的多元化。钠离子电池比较适用于储能，若想用在电动 汽车 的动力电池上，更大的竞争来自磷酸铁锂。

对手 磷酸铁锂已有成熟的技术解决低温和快充问题。目前，市场上更佳的磷酸铁锂能量密度能达到 200Wh/kg 以上，而且，有进一步向 300Wh/kg 进军的趋势，成本有望向 0.35 元 / Wh 下探。

“磷酸铁锂的安全性非常好，而且它的原料的供应量比三元锂大，供应链完善、规模大。所以，这些也是对钠离子电池的巨大挑战。”

写在 最后 ：

据悉，宁王 的之一代钠离子电池已开始与车企和储能客户进行商业化合作，并将于 2023 年形成钠离子电池产业链。

电池行业的头部企业参与钠离子电池的研发，对于整个行业研发的进程会有很大的促进作用，这能让钠离子电池与储能技术得以多元化发展。”我们 希望 看到 宁 王 能继续 在 动力 电池 技术上 不断 创新发展，为 国内 新能源 汽车 弯道 超车提供 有力 支持！

钠离子电池，怎么跟想象的不一样……

前两天北向资金逆势抄底。市场情绪在29日得到显著提振，三大股指大幅高开，沪深两市仅370多只个股低开。

在这一波“反攻”中，钠离子电池板块功不可没。

7月28日盘面上，大盘连跌两日，题材概念表现低迷，钠电池板块则是逆势大涨，圣阳股份涨停，华阳股份涨超8%，容百 科技 、宁德时代涨超6%，欣旺达、鹏辉能源等冲高。接着在29日继续Carry全场，整个板块大涨6%。 从年初至今，Wind钠电池指数涨幅已经超过50%。

追本溯源，这场钠电池旋风，因宁德时代而起。

7月29日下午15:30，宁德时代钠离子电池发布会上，董事长曾毓群向市场官宣了公司之一代钠电池产品。

其实早在今年5月份，曾毓群就已经向外界透露了宁德时代的钠电池。在随后的2个月里，市场对于钠电池的讨论也层出不穷。 此次宁德时代发布的钠电池，其应用范围、市场潜力，则是远超市场预期。

不过话又说回来，此次“超预期”的发布会也是意料之中：

对于宁德时代这家公司而言，拥有超强技术创新能力，精准把握市场需求和实现产业安全的关键环节，才能在国际竞争中直面海外巨头，并且撑起现阶段市值。

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市场对钠电池的讨论

此前市场对于钠离子电池的预期，基于几个大前提。

首先在成本端，钠电池成本低于锂电池。 产业链成熟的情况下，无论是电池正负极还是电解液，钠电池成本相比锂电池都更低，而隔膜技术、生产线、生产工序与锂电池相似，发展工艺成本较低。据英国钠离子电池公司FARADION预测，在规模生产后，钠离子电池成本比锂离子电池成本低30%。

钠元素相比于锂元素，在地壳中储量更丰富、分布更均匀。因此除了更易获得之外，还很好规避了此前锂电池供应链对外依存的问题，价格体系更加稳定。

其次在需求端，钠离子电池的理论性能能够满足特定需求。 能量密度方面，钠电池理论上达到100~150Wh/kg，与主要两种电池类型对比，虽然仍然低于锂电池的120~180Wh/kg，但大大超过铅酸电池的30~50Wh/kg。

安全性上，钠离子电池的电阻比锂离子电池高，所以当发生短路等现象时，钠离子电池的安全性能相对更高。钠离子电池的电解液已被证明比锂离子电池更稳定。

此外，钠电池可放电至0V，在储存、运输方面比锂电池更稳定；钠电池回收经济价值较锂电池高，可持续性更强，也可以进一步节约使用成本。

基于上述条件，市场预期 钠电池在电网储能、低速电动车场景下的铅酸电池替换、大型交通设备动力供应等，对能量密度要求略低、对电池稳定性和成本更加敏感的应用场景下，将有广阔前景。

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宁德时代钠电池，超乎预期

宁德时代本次发布的一代钠电池，尽管 大多数内容与市场预测基本相符，但有许多超预期的部分。

在正极材料方面，宁德时代构建了高通量材料集成计算平台，能够在原子级别上对材料进行模拟计算和设计仿真。因而在一代钠电池研发上，公司对普鲁士白、层状氧化物等材料的体相结构进行电荷重排，对材料表面进行重新设计，解决了材料在循环过程中快速衰减的世界性难题，是创新材料具备产业化条件。

负极方面，宁德时代开发了一种硬碳材料，具备优异循环机性能，整体指标与现在主流负极材料石墨相当。

公司还开发了相应的独特电解液系统。

在制造工艺方面，宁德时代一代钠电池的工艺，可以与目前锂电池的制造工艺、设备相兼容。

因此在具体性能参数上，一代钠电池的 能量密度做到了160Wh/kg，与磷酸铁锂电池能量密度相当； 在常温下充电，15分钟电量达到80%，具备快充能力；在系统集成效率方面，可以达到80%以上。总的来说，能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池，但在低温性能、快充、高功率场景下具有明显优势。

也正是基于以上特征，此前被认为难以应用在新能源 汽车 场景上的钠电池， 宁德时代真就做成了新能源 汽车 的电池包。

在电池集成方面，公司开发了AB电池解决方案，也就是在一套电池中同时采用锂电池、钠电池，按照一定比例排列混搭，再通过算法进行均衡控制，实现两种电池的“取长补短”。

宁德时代已开始进行钠电池产业化布局，计划于2023年形成基本产业链。

此外，在这次发布会还透露了一个重要信息： 下一代钠电池的能量密度将会突破200Wh/kg。

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抓住发展的拐点、痛点

钠电池其实并不是新事物。

对这种技术路线的研究大约开始于19世纪，兴起于20世纪70年代，几乎与锂电池同时起步。但由于在能量密度上与锂电池存在差距，钠电池的发展相对缓慢得多。

时至今日，市场对于电池的需求发生了一些变化，钠元素才再次“被请出山”。

对中国的发展而言，能源更是绕不开的话题。 后工业革命全球工业体系建立在化石能源之上，在近代落后挨打的中国急需完成工业化，因而积极融入全球工业体系，完成了改革开放之后的经济腾飞。

然而时间来到21世纪，“卡脖子”问题成了达摩克利斯之剑；过度排放带来的环境变化，也对可持续发展愿景提出了挑战，由此提出的“碳中和”目标，将为人类 社会 生产力带来深刻的变革，给各行各业带来深层次的影响。

与此同时，经济增长的需要日益紧迫。 能源是人类 社会 发展的物质基础。人们调用化石能源的效率见顶，意味着化石能源革命带来的技术红利期接近尾声，没有更先进的底层技术支持，发展边际效益逐渐减弱。随之而来的是增量市场空间的减少，换言之，内卷。

于是摆脱化石能源依赖，成为实现“双碳”目标，以及确保能源安全、工业体系独立自主、推动产业转型升级促进生产力发展的重要手段。

我们今天看到的一系列趋势，消费电子产品的迭代升级， 汽车 的电气化和电子化，大数据和云计算中心乃至量子计算机的超强算力，无不是这一手段在生活层面上具象化的投影。不过实现这一目标，关键环节还没有解决——如何储能。

能源转化和存储是新能源发展的核心。 现有技术条件下，新能源的成本依然很高。尽管在生产环节，光伏、水电、风电成本在不断下降，发电量节节攀升，但仍不能向需求端提供稳定的电力供应。如何能够将电力储存起来，在发电低估时段输送给需求端？目前最可行的储能路径依然是氢能和电池。由于氢能在储运过程中存在较大技术难题，因此现阶段，更多人将目光聚焦在了电池方案上。

而宁德时代此次公布的钠电池，成本较低而且在储运环节拥有极大优势，不仅有望打通未来新能源体系的关键环节，而且能够满足更下游的应用场景的需求，广阔市场空间更有助于技术研发的变现，形成规模效应，进一步降低技术边际成本。

这也解释了宁德时代钠电池发前夕，资本市场掀起的波澜。

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宁德时代的创新“基因”

针对未来规划，宁德时代在发布会上进行了明确的阐释。

公司将在三个战略方向上做出努力：

以可再生能源发电和储能替代固定式化石能源；以动力电池助力电动车的发展；以电动化和智能化的集成作为一个创新，以加快各领域的新能源替代过程。

结合钠电池发布以及近年来的积极布局，储能作为宁德时代的下一个重要战略版图，已经箭在弦上；动力电池系统业务，也将随着技术进步继续发展壮大。

截至2020年，储能系统业务占比仅为3.86%。而动力电池系统仍是宁德时代更大营收来源，占比78.35%；电池材料业务占比则达到6.81%。但如果拉长回溯的时间尺度，储能业务的营收增长迅速，2018~2020年增速分别达到10.52倍、2.22倍、2.18倍。

展望未来，储能行业即将驶入发展快车道，对应业务板块想象空间巨大。结合券商观点， 宁德时代储能业务营收将在2021~2025年期间，从约60亿增长到400亿元的水平；

电池材料业务同期营收预计由50亿增长到90亿元；

面向产业链末端、目前占比更大的动力电池系统业务，考虑到新能源 汽车 销量增长带来动力电池装机量提升，以及公司技术创新、上游原材料布局带来的成本控制能力，同期预计将由800亿增长至3500亿元。

在此基础上， 采用EV/EBITDA *** 进行估算，宁德时代股价将达到500~700元的区间，高于现金流折现和PE相对估值法得到的结果。 事实上，对于宁德时代目前的市值水平来说，后两种 *** 无疑会造成价格低估，造成“大象起舞”的错觉。

对于宁德时代这种，在减值计提方面过于保守、仍然处在发展早期阶段的“成长股”来说， 创新是公司的“基因”，更是确认其未来业务增长的重要因素。 宁德时代现有超过5500名研发人员，据此前的统计，占员工总数超过19%，远高于业内同行。而在这5500人中，超过百人拥有博士学历，1300多人拥有硕士学历；

研发投入方面，2021Q1，公司研发费用11.81亿元，同比增长84.88%，占营收比重超过6%，同样是行业中研发投入比重的之一梯队。据2020年的统计资料，宁德时代已经掌握2969项境内专利和348项境外专利，正式申请专利合计3454项。

所以回归到此次钠电池发布。

要知道，电池的化学体系非常繁杂，其中需要涉及数十种成分、纳米级材料，在有限空间内进行能量转换，还要保证安全性、循环寿命、倍率性能，这门科学之精妙需要对电池材料拥有全面的理解。另一方面，AB电池集成方案的创意需要其电控系统对不同化学体系精准动态调整。

这些，都需要强大的创新能力作为支撑。

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尾声

短短几年的时间里，宁德时代的产业集群效应，吸引了上汽、格林美、厦钨等50多家上下游企业在福建宁德落户，让这个曾经的18个集中连片特困地区成为全球更大动力电池生产基地，全球1/4电动 汽车 的原产地。

不少千亿市值的电池产业链玩家，踏在这条赛道上获得了资本青睐，而带动行业跑起来的就是宁德时代这批“千里马”。

技术不断创新，也让宁德时代自身从对手中脱颖而出，支撑其万亿市值。

从最早的方形、软包、圆柱电池，到后来2019年通过CTP高集成动力电池开发平台和NCM811电池，再到最近的V2G分布式储能 *** 和今天的钠离子电池，宁德时代已经建立了涵盖产品研发、工程设计、测试验证、工艺制造等领域的完善研发体系，并不断推动升级。

也正是这种特质，支撑着宁德时代直面海外巨头们的竞争。截至7月29日，宁德时代以29.9%的市占率排名全球动力电池供应商之一名，其次是LG新能源（24.5%）、松下（15%）。

但除了公司自身的发展，更需知创新正是我们这个时代，行稳致远最重要的动力之一。

伟人曾说：“ 科技 就是之一生产力。”

大而言之，每一次 科技 、能源革命、新技术兴起，都会创造出无限的增量空间，将人类 历史 向前推进；于个 社会 和个人来说，技术亦是改变生活方式、生存状态的关键变量。

因此，掌握创新，即掌握未来。

首辆钠离子电池低速电动车问世

近日，首台钠离子电池低速电动车在中国科学院物理研究所园区进行了演示。这款电动车由中科海纳科技有限公司推出，基于物理研究所的钠离子电池技术。公司目前自主研发了具有完全自主知识产权的钠离子电池系统，在正极、负极、电解液、添加剂、粘合剂等关键材料方面申请了30多项发明专利。共授予发明专利12项，其中美国专利1项，日本专利1项。该体系选用钠作为活性元素，分别选用低成本的钠-铜-铁-锰氧化物和无烟煤基软碳作为正负极材料，具有明显的成本优势。目前钠离子电池的能量密度已达到120瓦时/千克，约为铅酸电池的3倍。低成本钠离子电池有望应用于低速电动车、电动船、家用储能、电网储能等领域。