动力电池，告别“偏科”时代

最近，动力电池悄悄进入了“尴尬期”，具体表现为产品的进步越来越难取悦消费者。

就拿今年年初新能源汽车行业再次掀起的“超高速充电”来说，通过应用一系列新技术，一批全容量充电倍率4C～5C、高效区间充电速率7～8C的产品开始亮相（多家企业推出在即），意味着车辆可以在十多二十分钟内完成完整充电。

与此前的全容量2C，高效区间4C～5C的动力电池（相当于半小时以上充满，高效区间十多二十分钟充好）相比，充电速率提升了50%～70%，将新能源车的补能速度提升到接近燃油车的水平。

但随着时间的流逝，数字大幅提升带来的兴奋感很快就消失不见。消费者实际面对的，仍是快充设施普及率低、商业快充成本高等问题，绝大部分用户继续每晚用自己7kW家充桩补能，甚至还要定时充上晚上12点最便宜的“峰谷电”。

与此同时，消费者持续吐槽的“冬季掉电”、“安全性”等属性，技术的进展却很缓慢。这种“长板越来越长，短板依旧还是那么短”现象的背后，是一个无情的事实：传统路线的技术边界，已经影响到了动力电池的发展。打破这一技术边界，势在必行。

技术路线，为何会限制创新？

想要革新动力电池的“技术路线”，首先肯定要找到问题出现在哪里。但很多人肯定想不到，这口“锅”只能由电化学的基础物理特性背。

就拿目前市占率最高的磷酸铁锂来说，常规的石墨负极构型下，其理论能量密度极限就是200Wh/kg左右，目前量产的产品已经做到了205Wh/kg，在不改变构型的情况下，潜力基本已经穷尽。

又因为目前乘用车留给动力电池的空间也十分有限，最合理的位置就是前后悬架“夹”着的底盘中部，空间十分有限，所以间接导致了使用磷酸铁锂的新能源车续航里程就是比较短。

假如想要进一步提高三元锂的能量密度，目前唯一能够量产的方案也是“半固态”，就是在隔膜两侧额外涂覆材料。这种方式虽然能够将容量密度进一步提升到360-370wh/kg的水平，但是其制造成本要比普通的三元锂电池足足高上50%。

甚至可以这样说，任何一种电化学体系（包括当下和未来的），都是“优点”与“缺点”的结合。代入到动力电池的6个主要性能维度，它们的优劣势如下：

• 磷酸铁锂：价格便宜，安全性高，寿命长，快充性能一般，缺点在于能量密度低，低温性能尤其差；

• 三元锂：能量密度好，快充性能好，低温性能好，寿命也不错，缺点在于单位价格高，安全性理论上比磷酸铁锂差；

• 半固态和未来的固态锂电池：能量密度很高，理论安全性更好，低温性能也不错，缺点在于寿命短，快充性能弱，价格非常贵。

• 钠离子电池：安全性高，低温性能尤其好，寿命长，快充性能也不错，价格也便宜，只可惜能量密度比磷酸铁锂还低。

做个形象的比喻，目前动力电池中的多个化学体系，就像一个“偏科生”的集合，偏偏“老师”（消费者）最喜欢的是成绩最均衡的学生。这种电化学基础属性与消费者对全维度均衡的期待之间的错位，正是动力电池陷入“尴尬期”的真正原因。

问题明确了，那么解决思路也自然出现了，就两条路：要么找到新的、更不偏科的电化学体系（现实中并不存在如此理想的元素）；要么想办法结合现有的电化学体系，让他们优势互补。

而宁德时代所选择的，就是将第一条路线和第二条路线有机结合，最大发挥出全电化学体系创新的提升效果。

技术边界，为什么能释放创新？

宁德时代在今天举办的“超级科技日”上发布了三款重磅新产品，以及一系列对应的技术创新。其中最能体现“打破技术边界”效果的，当属“宁德时代钠新电池”。

早在4年前，宁德时代就率先发布过第一代钠离子电池，展现出钠电池的应用优势与产业前景；经过几年的进一步探索，宁德时代如今发布了“宁德时代钠新电池”，实现了钠离子动力电池的大规模量产和应用，多种性能都非常突出：

• 电芯能量密度达到175 Wh/kg，轻松具备超500公里的纯电续航能力和200公里以上混动续航能力。还支持峰值5C的超充能力；

• 在-40℃的环境下电芯能量保持率仍达90%，极寒环境也不掉电；

• 循环寿命超强，理论上拥有超过10000次循环寿命（磷酸铁锂一般为3000次）；

• 安全性能特别突出，电钻穿透、锯断电芯、多轴向挤压，等极端滥用测试下依然不起火、不爆炸。

在性能属性之外，“钠新电池”最大的优点在于其不依赖锂资源，最核心的钠元素可以在地壳和海水中轻松提取。要知道，锂资源仅占地壳的0.006%，且超过七成集中于南美“锂三角”等少数区域，而钠是它的 420 倍，“钠新电池”的规模化应用，可以破解全球新能源发展被“卡脖子”的困局，为全球各个国家的能源安全提供了全新选项。

钠离子电池在寿命到期之后，还可以通过极片直熔再生、无毒材料使用等方式实现更高效率的回收路径，显著降低全生命周期碳排放。钠电池展现出了明显不同于锂电池的综合属性，为实际应用带来了更多可能。

技术更新思路，“重塑”动力电池

如果说“钠新电池”打破了材料本身的性能边界，拓展了动力电池的低温应用场景，夯实了新能源发展的基础；那么本次宁德时代在科技日上发布的另外一款产品“骁遥双核电池”则是做到了让全电化学体系优势互补，最大化提升全场景的应用效果。

它的创新点听起来其实“很简单”——采用“跨化学体系电池设计”，从而绕过单一化学体系的理论极限，重新构建动力电池的技术边界，而这款产品核心技术点的其中一项就是“宁德时代双核架构”。

这个双核结构也“很简单”，就是宁德时代将常规的电池包，分成了物理层面分隔的两个空间，一个是“主能量区”，另外一个是“增程能量区”。

这个分区的最大特点，就是两个区域的电化学体系种类，电芯的具体构型、电压的高低、运行时的热管理，甚至是热失控时的安全防护，都被相应“分割”。一下子给电池包综合性能带来了两个重要改变：

• 你可以在两个区域拼不同种类的电池（例如钠+锂，又或者是不同种类的锂电池，也可以是低压+高压），实现两种电化学体系的性能融合；

• 两个区域的管理相互独立，一个区域如果出现问题，另外一个区域仍可以保持可用。在极限的热失控条件下，甚至能提供备份的高压（行驶动力）或者低压（车机门锁等）供能。

为了最大化发挥“双核架构”的效用，宁德时代为其匹配了“自生成负极技术”。简而言之，这项技术最大的特点是“负极不再使用传统的石墨材料”。让电芯的放电过程从此前的金属离子嵌套在碳结构中，变成金属离子直接以金属形式沉积在集流体上。

因为整个过程更加接近于本质的原电池结构，“自生成负极电池”在不改变不改变基础电化学反应的基础上，牺牲部分放能和充能速度，能实现能量密度的大幅跃升。根据官方提供的数据，电池体积能量密度可以提升60%，重量能量密度也可以提升50%。

而传统的电芯结构和“自生成负极电池”结合之后，一下子就获得了极强的综合性能。

以“宁德时代钠新电池”和“磷酸铁锂自生成无负极电池”的“钠铁”组合为例，钠新电池让电池包拥有了卓越的低温环境使用表现：-40℃环境下依然能保有90%的可用电量，且动力基本不衰减；后者优秀的能量密度，提升了电池的综合续航，不仅适合北方低温通勤，还能说走就走旅行。

“第二代神行超充电池”和“磷酸铁锂自生成无负极电池”的“铁铁”组合，后者同样也可以弥补前者的能量密度短板，而前者优秀的循环能力和快充特性，非常适合日常通勤。全电池包续航增加至1000公里续航（纯磷酸铁锂电池包一般续航上限600公里）。

“三元电池”和“磷酸铁锂/三元自生成负极电池”的“三元铁/双三元”组合，不仅实现了超长续航，还能提供1兆瓦强劲动力。双三元的组合，在轴距3米的轿车上，配电量可突破180度电，纯电续航里程轻松突破1500公里，大幅提升纯电乘用车的续航能力。

宁德时代本就不弱的单个电化学体系，通过“双核架构”的组合，最终演变为了“不同成本区间不同应用场景下的电池性能最优解”，也让拥有系统级解决方案能力的“骁遥双核电池”成为了真正的“六边形战士”动力电池。

值得注意的是，这还远远不是“骁遥双核电池”的极限，宁德时代在发布会现场通过一个短视频展示了未来更多核、更复杂组合的可能性。

例如行业期待已久的固态电池，虽然理论能量密度更高，理论安全性也更高，但其初期造价必定会比液态电池贵上许多倍。如果将其也引入“骁遥双核电池”，就可以像宁德时代此次展示的方案一样，实现多种电化学体系的深度配合。既实现了更优秀的电池包综合性能，同时又能通过实际应用帮助固态电池真正应用落地。

很显然，“骁遥双核电池”和“钠新电池”一样，也是宁德时代打破技术边界价值的最好证明。

作为目前全球新能源产业的“绝对一哥”，中国凭借着全行业全产业链的技术创新，走出了一条“后无来者”的崛起之路。

作为新能源行业的领军者，宁德时代在动力电池领域持续深耕。单刚刚过去的2024年，公司就在研发上砸下了186亿元的重金，六个研发中心，2万名研发达人日夜奋战，攻克了一项项技术难关。

可以预见的是，宁德时代对于技术创新的脚步从未停歇。随着一系列令人惊叹的技术突破不断涌现，宁德时代在动力电池领域的领先地位，还将变得越来越坚实。

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