電池的任督二脈，被鈉打通了

1991年，當索尼將鈷酸鋰與石墨組成的小電池裝入攝像機時，鋰電池商業化的歷史大幕就此拉開。

此后十幾年，鋰電池和消費電子行業比翼齊飛，直到2008年，當特斯拉將裝有6831顆鈷酸鋰電池的Roadster推向市場并且大獲成功后，原本作為便攜式能源的鋰電池又被賦予了一個全新的歷史使命：整車動力核心。

發明鈷酸鋰的John Goodenough當初怎么也沒想到，自己的發明竟然意外開啟了一場前所未有的電動車革命，也讓動力電池行業此后走出了一條“性能暴力拉升，成本急劇下探”的摩爾曲線。

陡峭的曲線讓電動車從奢侈品降格為日用品，逐漸走入尋常百姓家，這種平權化的背后是動力電池在材料、結構和工藝層面持續不斷的創新。

從鈷酸鋰到磷酸鐵鋰和三元鋰，從鈉電池到固態電池，從18650的小圓柱到4680大圓柱，從模組方案到電池車身一體化，每一次的技術迭代都伴隨著科學家和工程師對于“完美電池”的不懈追求。

但現實告訴我們，動力電池沒有絕對的“完美”，這并非技術桎梏，而是材料特性、物理化學規律與工程實現之間的天然矛盾。

從能量密度與安全性的博弈，到成本控制與低溫性能的取舍，每一項技術突破都伴隨著權衡與妥協。

然而，消費者對“更高續航、更快充電、更低成本”的多元訴求從未停止，這種“既要、又要、還要”的期待，本質上驅動著行業在看似對立的需求中尋找到最佳平衡。

解決低溫性能，刻不容緩

如果把動力電池比作是一輛車，那么能量密度就像油箱容量，循環次數是發動機壽命，快充能力好比百公里加速，成本則是價格。

現實中不存在這么一輛車：它既有超跑般的加速能力，重卡一樣的大油箱，卡羅拉一樣的可靠性，還有五菱宏光一樣的驚爆價。

實際上，不同材料體系因為電化學特征上的差異，在以上這些核心指標上存在天然的”蹺蹺板效應”，工程師們常常顧此失彼。

電池研發時經常遇到各種“不可能三角”，圖片來源：綠芯頻道

以第一代特斯拉Roadster為例，馬斯克之所以選擇鈷酸鋰，而非磷酸鐵鋰，主要是看重了它在能量密度和生產工藝成熟度上的相對優勢，但也不得不接受它在成本、安全性和循環壽命上的相對劣勢。另外，將六千多節小電池組成一個電池包，對整車BMS系統也提出了巨大的挑戰。

對工程師來說，把動力電池單一性能做到極致在理論上是可行的，但現實中，很少電池廠會這么極限操作，因為他們深知，某一優勢的實現往往以犧牲某一性能為代價。

比如，通過在正極中提高鎳的配比，在負極石墨中摻入一定的硅元素，降低隔膜厚度以及采用更緊湊的結構設計等手段，能盡可能提升電池的能量密度，增加電動車的續航里程。

但這么做的代價也是顯而易見的：在正極材料中，鎳的含量越高，能量密度也越高，但副反應也越多，熱穩定性越難控制；在負極材料中，硅與生俱來的的高膨脹系數也勢必影響快充性能；降低隔膜厚度能為正負極活性物質反應騰出更多空間，但也會增加短路的風險。

同理，磷酸鐵鋰材料內部的橄欖石結構更穩定，材料價格更低，配料表中也沒有像“鈷”這樣價格昂貴且有可能被卡脖子的稀有金屬，但相比三元鋰，能量密度的天花板更低，低溫性能更遜一籌。

這種“蹺蹺板效應”使得電池性能猶如一個“不可能多邊形”，決定了工程師沒法通過研發一款“完美電池”一勞永逸，而是必須圍繞具體場景需求，在能量密度、循環壽命、充電速度、低溫性能和成本之間找到最佳平衡。

事實上，中國電動車行業最早起步就是從理解“場景”開始的。

2009年啟動的“十城千輛”計劃選擇從公交車和環衛車切入并且首選磷酸鐵鋰電池，不僅是因為磷酸鐵鋰相對安全，而是綜合考慮包括行駛場景、充電網絡、電池壽命、安全性和價格敏感性之后，對于技術和場景的精準匹配。

如今，國內公交車早已是純電動的天下，新能源車也跨越了技術鴻溝并且在乘用車領域大放異彩，去年的滲透率逼近50%，但仔細一看，市場存在區域結構不平衡的問題，某些場景下的痛點沒有得到徹底解決。

比如，東三省的新能源滲透率去年都不足50%，黑龍江更是低至30%，造成這種情況的核心問題在于，鋰電池在低溫環境下存在明顯的性能衰減問題。

根據懂車帝的冬測結果，在-20度在左右的環境下，純電車的續航達成率普遍不足五成，這種斷崖式的性能衰減導致消費者在寒冷地區產生強烈的里程焦慮，即便是看重了電動車在加速性、靜謐性和智能化上的優勢，往往也會續航問題倒向燃油車。

要讓電動車做到“哪里都好開，何時都好用”，核心在于消除氣候適應性的短板，而破解低溫難題則是打通滲透率“最后一公里”的關鍵。

“鈉鋰時代”的到來

如何克服極寒低溫環境一直都是鋰電池的“老大難”問題。

打個比方，在常溫環境下，電池里的電解液就像清水一樣順滑，鋰離子就像是小跑車一樣，能在正負極之間快速穿梭，而一旦氣溫降到了-20度以下，電解液就變得像蜂蜜一樣粘稠，鋰離子的通行效率就會大打折扣，續航就會像漏了氣的氣球一樣縮水，充電效率也會跟著下降。

由于這種特性的存在，科學家和工程師們試圖找到一種既能克服嚴寒、又足夠安全的電池，并且都把目光鎖定在了“鈉”上。

事實上，鈉電池和鋰電池的研發時間幾乎同步，只不過當索尼率先將鋰離子商業化之后，鈉電池因為能量密度上的劣勢，研發和商業化進程被迫陷入停滯，直到2021年，寧德時代才讓它重回大眾視野。

從參數上看，寧德時代推出的第一代鈉離子電池做到了電芯單體能量密度160Wh/kg，略低于當時磷酸鐵鋰的平均水平；常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上，不輸磷酸鐵鋰電池；更重要的是，在-20°C低溫環境中，它也能擁有90%以上的放電保持率，遠勝磷酸鐵鋰。

第一代鈉電池的橫空出世打破了人們對于這項技術的刻板印象，讓外界看到了它在某些性能維度上獨一無二的優勢以及巨大的商業化潛力。

事實上，除了低溫性能好以及更安全的本征特性之外，鈉電池的一大優勢在于近乎無限供給的上游原材料。

鈉的儲量是鋰的420倍，全球分布廣，開采易，成本低，不受地緣政治風險影響，永遠不會被資源國卡脖子。相比之下，全球超七成鋰資源都集中于南美以及澳大利亞等少數區域，開采成本高，極易受制于國際供應鏈博弈影響，而且價格波動比較大。2022年，鋰價一度飆到了超60萬元/噸。

如果說第一代鈉電池的推出代表它走出了實驗室，開啟了商業化進程，那么最近寧德時代在Tech Day上推出的全球首款車規級規?；慨a應用的鈉離子電池——“鈉新電池”，則意味著它要從“小眾市場”走向“大眾市場”。

鈉電體系正在愈發成熟

相比上一代，鈉新電池單體電芯的能量密度提升到了175Wh/kg，比肩磷酸鐵鋰電池；抗凍能力比之前更強，在零下40度的環境下也能保持90%的能量保持率，做到冰天雪地也不掉電。

此外，它在循環壽命、充電效率以及安全性三個重要維度上幾乎都做到了極致：10000次的循環壽命，比磷酸鐵鋰多一倍；極高的安全特性賦予了它更快的充電效率，可以做到10分鐘從30%充到80%；在滿電的情況下，即便是被鋼針刺穿，被電鉆穿透，被外力鋸斷，被多面擠壓，也能做到不起火、不爆炸。

性能全面升級后的鈉新電池可以承擔更多角色，解鎖更多極端場景。

作為高壓動力電池，鈉新電池最高能做到500公里的純電續航和200公里的混動續航，對于那些因為低溫性能差而放棄電動車的北方消費者，以及對于那些對成本、安全和使用壽命格外關注的營運車司機而言，鈉新電池能充分滿足他們“既要、又要，還要”的多重訴求。

與此同時，鈉新電池也可以作為24V啟駐一體化蓄電池被用在重卡上，能夠有效解決傳統鉛酸電池在低溫啟動、使用壽命以及深度放電等方面的短板。

比如，把鈉新電池作為蓄電池后，重卡在零下40度的環境下也可以照常啟動，還能滿足空調等設備的正常運行；即便是開了一晚上空調之后，第二天卡車也可以正常啟動；整塊電池的使用壽命達到8年，降低了重卡司機頻繁更換蓄電池的成本。

鈉新電池的推出意味著鈉電池實現了體系化成熟，它不僅突破了性能的上限，也打開了資源的邊界，解決了上游原材料被卡脖子的后顧之憂，更宣告了一個“鈉鋰并行”時代的加速到來。

多核架構推動能量自由

受限于單一材料體系的性能邊界，寧德時代的電池工程師很早就在思考如何通過分工合作、取長補短來打造全能的“六邊形戰士”，其中，鈉電池一直扮演著“關鍵先生”的角色。

早在2020年，寧德時代就在全球首創了AB電池系統解決方案，通過將鈉離子與鋰離子電池按特定比例混搭，再借由BMS精準算法實現協同控制，既彌補了鈉離子電池在能量密度上的相對劣勢，又能充分發揮它在低溫、快充、低成本和功率上的相對優勢。

去年推出的驍遙增混電池也采用了鈉鋰混搭的AB方案，通過在電池包兩端（低溫敏感區）布置一定數量的鈉電池，既能優化成本，更能發揮不同材料體系的特長，實現性能互補。

按照寧德時代國內乘用車業務CTO高煥的說法，依托AB方案技術，搭載驍遙增混電池的電動車能夠在零下40度環境下放電，在零下30度環境下充電，在零下20度的環境下也能提供強勁的動力輸出。

AB方案打破了單一化體系的性能瓶頸，也打開了不同化學體系協同配合的想象空間，使得電池研發的方向從過去追求“絕對的技術領先”轉向了“場景的高度定制”。

在這個方向的指引下，寧德時代在今年的Tech Day推出了重磅技術：驍遙雙核電池。

它不是簡單地把不同材料體系的電池放在同一個電池包里，而是試圖通過電化學體系、能量管理、安全冗余等多個維度的協同創新，重新定義能量存儲的邏輯，實現新能源車從“功能同質化”到“場景個性化”的躍遷。

換言之，以后電池研發將不再“唯參數論”，而是把對于使用場景和用戶需求的理解提到了一個前所未有的高度。

正如寧德時代創始人兼董事長曾毓群在發布會上所說：“在新能源產業發展的下一階段，誰更懂消費者的需求，誰能定義下一代產品的價值，誰才是真正的贏家?！?/p>

這次發布的驍遙雙核電池，采用了“寧德時代雙核架構”技術，首創了“主能量區+增程能量區”的雙艙設計，允許在同一電池包內集成不同化學體系的電芯，通過兩個區域之間的精密協作，能夠實現高壓雙核、低壓雙核，結構雙核、熱管理雙核、熱失控安全防護雙核五大功能，有效抵御各種未知風險。

在增程能量區，寧德時代應用了一項顛覆性的技術——自生成負極技術，取消了傳統的石墨負極材料，讓鋰離子直接沉積在集流體上，實現能量效率的躍升。

兩項技術結合之下，寧德時代便能基于當前市場主流用戶的用車場景和需求，打造出不同的靈活組合方案。

比如“鈉+磷酸鐵理自生成負極電池”的雙核方案，既能解決北方用戶最擔心冬季新能源車續航大幅縮水、車輛啟動困難和充電緩慢等問題，同時又能實現最長700公里的超長續航。

此外，寧德時代也展示了“鐵-鐵”的雙核方案，主能量區搭載最新發布的第二代神行超充電池，增程能量區選擇高比能的磷酸鐵鋰自生成負極電池，這樣的搭配能讓消費者享受到峰值12C的充電倍率，又能獲得超1000公里的純電續航，兼顧了日常通勤的經濟性和長途出行的安全感。

不同材料體系組合下的“雙核方案”

總體來看，驍遙雙核方案通過材料創新、架構重構、算法升級的三重突破，實現了更多應用場景的“六邊形全能”，不僅極大釋放了整車廠在產品定義時的發揮空間，滿足了用戶全天候全場景下的需求，更重要的是，它還重構了動力電池的設計邏輯和產業生態。

值得一提的是，雙核開啟的多核未來的應用領域不止于乘用車，未來還會覆蓋包含商用車、電船、飛機等更多領域，甚至可能讓一些高端技術比如固態提前落地。

尾聲

在新能源產業狂飆突進的十年里，動力電池的“技術崇拜”曾讓行業一度陷入“參數內卷”的怪圈。人們似乎忘記了：技術進步的終極目標從來都不是數字游戲，而是讓能源以更合理的方式服務于人。

事實上，行業只有從“技術內卷”轉向“場景深耕”，從“單一崇拜”回歸“系統思維”，才能真正實現雙碳目標與用戶體驗的雙贏，新能源車滲透率的“最后一公里”才能被徹底打通。

作者：羅松松

編輯：熊宇翔

責任編輯：羅松松