這是寧德時代首次舉辦科技日,同時寧德時代董事長兼CEO曾毓群也希望能將科技日打造成年度創新發布的重要平臺。
作為動力電池領域的頭部企業,寧德時代終于勇敢的站出來,直面人類對能源的未知與探索。曾毓群強調:“我們是做電池,但是我們不希望被定義為電池的制造者。我們希望被稱作新能源產業的。”
在實際行動上,曾毓群分享道:“近十年來,我們的研發投入超過700多億元。2024年就近200億元,創歷史新高。近5年,我們的研發費用,據不完全統計,比我們多有其他友商加起來還要多。”在研發范式改變上,“我們打造的材料設計自動化平臺,集成超過20多款仿真軟件和30多個自研的核心算法,推動研發效率跨越式提升。”同時,在技術專利的沉淀上,“到2024年底,我們擁有的專利和申請的專利合計超過43000多項。我們也是海外申請專利數最多的中國企業,排名在第二位。”
如今,鈉離子電池技術的進展,“新體系的一個突破,意義重大”。曾毓群感嘆:“我們鋰離子電池行業,這么多人,這么多年來享受到的福利,其實就是2019年諾貝爾化學獎三個得主搞出來的鈷酸鋰、磷酸鐵鋰的鋰電池體系。”
同時,曾毓群強調鈉離子電池技術突破的重要性,“納新電池的成熟,加速了多核時代的到來”。以目前關注度較高的固態電池為例,曾毓群直言不諱:“固態電池也有它的一些問題。它有長板,也有短板。如果我們用雙核、多核,就可以把它真正的應用到商業化中。”
曾毓群強調,多核時代是寧德時代的新階段,也是真正能夠滿足消費者的技術與產品。“無論是追求極致性能,還是強調性價比,多核技術可以讓定制化成為現實。消費者無需在續航、壽命、安全、快充等維度進行妥協。”
同時,多核技術的應用并不局限于乘用車領域,還將覆蓋電動巴士、重卡、飛機、輪船、工商業等領域。

寧德時代21C研究院院長歐陽楚英認為,站在人類能源文明演進的發展史角度,鈉離子電池技術的突破,是第三次覺醒。相較于鋰元素存量的局限性,鈉元素以其更廣泛的存在,能夠讓人類擺脫資源限制的枷鎖,實現能量自由。
01 材料創新:實現歷史性突破
材料體系創新,是電池技術進步的首要因素。
“鈉離子溶劑化能力低、低溫性能好,但材料本身的優勢只是打開了可能性的大門。”寧德時代乘用車和商用車CTO高煥表示,從研發設計、工程產品到商業化產品,是一個系統性工程,并非一蹴而就。
歐陽楚英透露,針對鈉離子技術的突破,“在研發過程中,董事長(曾毓群)多次強調方向正確,即全力投入”。功夫不負有心人,“鈉離子電池已經走出實驗室,即將實現商業化大批量的落地”。
為此,寧德時代在鈉離子領域實現了4項突破。
第一,寧德時代改變以往沖孔負極的方式,創新的開發出自生成負極技術,將能量密度提升大約50%;第二,在高能量密度電池膨脹控制方面,寧德時代開發出無膨脹負極技術,可以讓電芯在充電、放電過程零應變;第三,針對循環壽命問題,寧德時代開發出高冷SCI構建技術和低酸電解液技術,可以解決充放電過程中SEI修復及酸腐蝕的問題,實現高庫存效率;第四,針對安全問題,寧德時代采用表面電場調控技術,可以提高安全性能。
上述技術是如何實現的?高煥介紹,在正極材料和電解液方面,寧德時代做了大量工作。
其一,在正極材料方面,寧德時代研發了多元快離子脫嵌技術,通過調控非活性陽離子的化學計量比,拉大晶格之間的間距,以此實現降低內部阻力,提高低溫性能;
其二,在電解液層面,一方面,寧德時代采用復合抗凍電解液技術,可以實現零下40°依然能夠保持90%以上的能量效率,一方面,采用非晶格納米材料包覆技術和界面修飾技術,減少正極材料與電解液的直接接觸與副反應、減少活性鈉的消耗,能夠在70°依然具備工作能力;第四,在安全方面,寧德時代自研的電解液,可以在負極表面生成絕緣膜,結合界面枝晶阻斷技術,解決枝晶生長的難題。

“我們的第二項顛覆性技術是自生成負極技術。”高煥介紹:“在自生成負極技術中,我們不再使用傳統的石墨負極,而是讓金屬沉積在集流體上,讓電池的體積能量密度提升60%,質量能量密度提升50%。”
針對自生成負極技術,寧德時代運用了三個首創技術。
其一,對于自生成負極技術,金屬元素致密且均勻的沉積在界面上至關重要。對此,寧德時代,一方面調控界面組分和結構,提高離子傳導效率,可以實現100倍的提升;一方面,與業界相比,沉積粒徑提升10倍以上。上述技術,可以是活性離子消耗的速率降低90%,實現延長循環壽命的目的。
其二,在材料設計上,打造界面保護層,將活性組分的滲透率降低93%,可以實現活性離子副反應降低85%、存儲性能提升300%以上,從而大幅度減緩電池衰減、提高使用壽命。
其三,在電解液的設計上,新型有機溶劑大幅提升電解液的耐高溫性能,使電芯熱穩定性提升80%。
材料體系創新是否會帶來更高的成本?對此,歐陽楚英表示:“終極目標,成本是可以降低的。因為,在一定程度上,我把石墨負極從材料上取消了。但是,在目前這個階段,成本是要增加的。為了要做到這一點,我還要做很多額外的工作,比如要用額外的材料、額外的添加劑,可能我還需要供應鏈。”
02 結構創新:改變電池組合方式
“多核電池的本質,意味著寧德時代將動力電池從參數推動階段切換到需求引領階段。”曾毓群表示,這項源于多年前的AB技術正在成為改變動力電池領域的基本理念。
寧德時代CMO羅堅強調:“在我們的創新基因里,包括電池哲學。我認為未來的雙核電池,能讓鋰電池進入一個多元思考的時代。”

更底層的邏輯與理念,正在催生更大范圍的創新與改變。如今,AB理念之下,技術與產品的組合范圍正在繼續擴大,也誕生了更多的組合產品與更多的應用場景。
對此,高煥介紹,雙核架構的設計理念已經延展到5大領域。
第一,高壓雙核。電池包兩個能量去的高壓系統能夠自由組合,既可以串聯,也可以并聯,還可以獨立輸出。目的在于提高高壓供電的安全。具體實現方式是,在緊急情況下,經過BMS的控制系統識別與判定,按照故障切割與能量重構的邏輯,在軟硬件層面上切斷故障單元,通過拓撲重組的技術,重構高壓回路。
第二,低壓雙核。與高壓雙核的控制邏輯相似,目的也是保證車輛安全。不同之處在于,低壓系統主要控制的是車輛照明、制動助力、轉向控制、車身控制等系統。
第三,結構性雙核,是寧德時代首創的雙倉結構設計,也是本次雙核結構理念下最為重要的產品。基于航空領域分倉設計的理念,整個電池包,在物理層面和功能層面都進行隔離,形成兩個獨立的軟硬件一體的系統。目的是,即便在單側結構受損時,無損區域能夠正常工作。
第四,熱失控安全防護雙核。結合分區隔離和主動防御,在部分區域電芯發生熱失控的情況下,系統可以打開定向導流通道,將高溫氣體排出到電池包之外。
第五,熱管理雙核。結合不同區域電池溫度特性,系統設有雙支路、立體架構的熱管理網絡,可以實現自主調節系統溫度。
很顯然,系統復雜度的提高也會帶來新的挑戰,不同材料體系與系統之間是否能夠很好的兼容?對此,高煥表示:“在BMS算法方面,寧德時代很早就已經布局。同時,一方面,寧德時代擁有全球最大的新能源汽車工況實際應用數據庫,應用寧德時代電池的車輛,覆蓋全球66個國家的1832萬輛汽車,涵蓋不同氣候、路況等全場景數據。另一方面,AB架構電池出貨量也超過40萬套,為寧德時代積累了大量的跨體系運營數據。”
結構創新是否會增加產品的成本?從組合本身來看,歐陽楚英表示:“因為雙核是多種技術的組合,有可能組合出來更貴的,有可能組合出來更便宜的。”但站在消費者的角度,羅堅強調:“用相同的錢,一定可以買到更好的產品。”
03 場景拓展:更精細的滿足用戶需求
“我們鈉離子體系搭載自生成負極技術,能量密度可達350Wh/L,包括磷酸鐵鋰、M3P在內的磷酸鹽體系的能量密度可達680~780Wh/L,三元體系的能量密度可以突破1000Wh/L以上。”高煥介紹,自生成負極技術的應用帶來的效果是顯著的。

鈉離子體系與自生成負極技術的結合,對其商業化前景,高煥信心滿滿。“隨著鈉離子電池技術和商業化成熟度越來越高,它有機會取代磷酸鐵鋰一半的市場份額。”
基于鈉離子電池,高煥表示:“我們正式開啟了鈉電產品從0到N的廣泛應用。”
首先,適用于商用車領域的24V重卡啟駐一體蓄電池。該款產品可適用于重卡、房車、露營車等多種應用場景,具備零下40°正常啟動、使用壽命超8年、自放電低于3%等優點。官方信息顯示,寧德時代鈉新-24V重卡啟駐一體蓄電池將于2025年6月正式開啟規模化量產,首發落地一汽解放車型。

其次,適用于乘用車領域的動力電池。鈉新動力電池的能量密度可以達到175 Wh/kg,循環壽命超過10000次,支持峰值5C超充。搭載在混動車型上,純電續航可以超過200km;搭載在純電車型上,續航里程可以超過500km。官方信息顯示,寧德時代鈉新動力電池將于2025年12月正式量產出貨,首發落地巧克力換電車型。
疊加上雙核理念的結構創新優勢,寧德時代推出三款驍遙系列產品。
第一種,“鈉新電池+磷酸鐵鋰自生成負極電池” 組成的驍遙“鈉-鐵”雙核電池,可以在-40℃環境下能量保持率依舊大于90%。以軸距2.75米的車型為例,通過鈉鐵的性能融合,取長補短,整體電量可突破75度,綜合續航突破700公里。
第二種,“第二代神行超充電池+磷酸鐵鋰自生成負極電池”組成的驍遙“鐵-鐵”雙核電池,可令軸距接近3米的車型,續航由800公里躍升至1000公里。同時,在緊急補能的需求下,主能量區還可以提供峰值12C的充電體驗,從5%補能至70%SOC僅需5分鐘。
第三種,“三元體系電池+磷酸鐵鋰自生成負極電池”組合而成的驍遙“三元鐵”雙核電池可以提供超過1兆瓦的動力。在電量僅剩20%,蓋電池仍可輸出超過600kW的功率。在此基礎上延展出的“三元電池+三元自生成負極電池” 驍遙“雙三元”元雙核電池,可以實現軸距3米的轎車搭載180度電,續航超過1500km。

高煥介紹,以上產品使用了寧德時代首創的“電電增程”技術。除了帶來電池本身性能的提高之外,也以更精細化的方式滿足了用戶在各種使用場景的不同需求。
“寧德時代驍遙雙核電池首創‘電電增程’技術,能夠結合車輛的行駛狀態和用戶駕駛習慣,智能調控兩個能量區域的分配策略。主能量區可以根據用戶的駕駛行為和場景,適配不同的化學體系電芯,滿足日常用車需求;增程能量區域可以采用高比能自生成負極技術,通過更大的電量滿足用戶長途出行需求。”