電芯單體能量密度達到500Wh/kg，寧德時代上海車展期間發布的凝聚態電池著實顛覆了行業認知，而這只是寧王龐大野心的一環。

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更高的能量密度意味著，相同重量和體積條件下，車輛可以裝下更多的電量，擁有更遠的續航。

當下主流的三元鋰電池體系中，寧德時代麒麟電池的電芯單體能量密度為350Wh/kg，特斯拉4680電池是300Wh/kg。至于磷酸鐵鋰電池，比亞迪刀片電池的電芯單體能量密度是160Wh/kg。

毫無疑問，對比現今量產的動力電池，寧德時代發布的凝聚態電池500Wh/kg的能量密度，無異于躍進式發展。

凝聚態：另辟蹊徑

凝聚態電池可以沖破行業極限的原因在于，這是一次電池材料維度的重大創新。

新能源領域近年來比較火熱的技術，寧德時代麒麟電池和比亞迪刀片電池屬于CTP（Cell to Pack，電芯直接組包技術），特斯拉4680電池屬于CTC（Cell to Chassis，電池車身一體化技術），皆是結構維度的創新，都是在有限的空間內塞入更多的鋰離子電池。

鋰離子電池屬于“搖椅電池”，鋰離子以電池內的電解質為媒介進行移動，電子通過外部線路移動，兩者在正負極完成氧化還原反應，從而實現充放電。

現今量產的鋰離子電池均采用液態電解質，也就是電解液。因為電解液是有機溶劑，非常易燃，需要有隔膜將正負極反應區隔開，可一旦充放電過程中負極表面產生的鋰金屬枝晶刺穿電池隔膜造成短路，或是因碰撞造成電解液泄露，就易發生失火現象。

為了保證安全，采用液態電解質的鋰離子電池往往要增加額外的重量、體積和成本，正負極材料的選擇也會受限，進而阻礙電池的能量密度。

拋棄液態電解質和隔膜，采用固態電解質就被公認為行業未來，會帶來電池安全和能量密度的革命性提升。

但過去十年，車企、供應商們推出了多種固態電解質材料，卻沒有一種材料可以兼顧空氣穩定性、斷裂韌性、鋰穩定性、電化學窗口性、可加工性、總導電率等。

所以，投入固態電池研究十數年的豐田和三星公司仍停留在實驗室階段，寧德時代董事長曾毓群也表示，固態電池在2035年前不會實現產業化。

采用固液混合電解質的半固態電池就成為過渡方案被行業青睞，蔚來預計今年量產裝車的150kWh電池包便屬于這一技術路線。

而相較大家頻繁討論的固態、半固態電池，寧德時代的凝聚態電池則是采用了凝膠狀電解質，并通過構建微米級別的自適應網狀結構，增強微觀結構穩定性的同時，提高了電池動力學性能和鋰離子運輸效率。

凝聚態電解質同樣具備不易燃、無揮發的特性，可以支持更多樣的正負極材料。發布會上，寧德時代首席科學家吳凱也表示，凝聚態電池同時對正極、負極和隔膜做了升級。

雖然吳凱并沒有透露具體信息，但寧德時代很有可能在凝聚態電池上采用了更薄的隔膜，以提升能量密度和降低成本，不過這也對結構設計和工藝制造提出新要求。

此前著名的“三星電池門”事件，關于背后原因的猜測之一便是，Galaxy Note7的電池采用了過薄的隔膜，從而極易被刺穿造成短路。

關于正負極材料，為了達到500Wh/kg的能量密度，自然會是高比能路線，不排除正極使用富鋰錳材料。

但因為凝聚態電解質不能匹配固態電解質的穩定性，無法確保鋰金屬負極保持表面平整性，避免負極表面鋰金屬枝晶（含大量“Dead”lithium，無法再參與循環）的大量生成，也就無法保證電池壽命。

所以我們認為，相比效率和比容更高的鋁金屬負極，寧德時代更有可能采用硅基負極，起碼在供應車企的量產版本上會是這樣。

不同于現今普遍應用的碳基負極，也就是石墨負極，硅的比容量高達4200mAh/kg，是碳（372mAh/kg）的十倍以上，可以儲存更多鋰離子。但硅材料充放電時會發生體積碰撞，甚至爆裂成碎片，所以當下多采用石墨摻硅的方法。

雖然寧德時代凝聚態電池的500Wh/kg是指電芯單體的能量密度，但考慮到凝聚態電解質對安全性的提升，減少了電池防護的重量和體積負擔，我們可以期待下凝聚態電池的成包密度表現。

上天遁地，無所不包

特斯拉CEO馬斯克2019年曾發推表示，阻礙載人飛機電動化的首要因素是電池能量密度不夠，他認為鋰離子電池比肩燃油飛機的能量密度節點是400Wh/kg，并預計5年內實現量產。

凝聚態電池500Wh/kg的能量密度顯然足以為寧德時代扣開電動飛機的新世界大門。

發布會上，寧德時代首席科學家吳凱表示，寧德時代正在和民用飛機領域公司合作開發電動飛機，執行航空級的標準與測試，滿足航空級的安全與質量要求。

商業飛行電動化會是一個潛力巨大的市場，在2022年1月的《“十四五”民用航空發展規劃》中，碳達峰、碳中和已經被納入了我國民航高質量發展整體布局。

在經濟性層面，民航飛機電動化的回報前景也十分誘人。一架空客A330系列飛機，從上海飛到北京大約消耗7.5噸航空燃油，以航空燃油5000元/噸的價格計算，燃油消耗成本接近4萬元。

全球目前有超過2.5萬駕民航飛機處在服役期，并且這一數字還會進一步提升，電動化的引入無疑會帶來巨額的運營成本縮減。不過，商業飛機電動化仍需要克服諸多技術難題，以及面臨行業法規的調整，注定是一個漫長的過程。

凝聚態電池裝車倒是會更快落地，吳凱表示，今年年底前寧德時代會形成凝聚態汽車電池的量產能力。

而結合車展前夕，宣布與奇瑞聯合成立電池品牌ENER-Q，并推進鈉離子電池首發落地奇瑞車型，寧德時代正在編織起一個巨大而綿密的電池供應網絡。

根據韓國研究機構SNE Research的統計，寧德時代2022年動力電池裝車量191.6GWh，市占率達到37%，仍是當之無愧的王者。

但另一方面，行業內一直有傳聞，車企們在努力“去寧德化”，包括積極扶持第二供應商，以及親自下場建設電池工廠。

寧德時代的應對是維持高研發投入，以創新性和全面性的產品，守住其在電池領域王座。2022年，寧德時代研發費用投入為155.1億元，同比增長101.66%。

效果立竿見影，就在麒麟電池發布后，立刻有極氪、理想、哪吒等品牌表示會采用這一全新電池。

事實上，極氪009和新款001的一大產品點便是采用了麒麟電池，理想也宣布首款純電產品會搭載4C版麒麟電池，結合800V高壓，實現充電10分鐘、續航400km的補能效率。

麒麟電池屬于寧德時代CTP3.0技術，也即我們上面提到的結構維度創新，而寧德時代向來是結構和材料創新兩手抓。

磷酸鐵鋰電池因成本優勢，近年來的裝機量反超三元鋰電池，“賭定”三元鋰電池起家的寧德時代，正是通過材料維度的創新，推出M3P電池，補上了“鐵鋰短板”。

通過采用全新的磷酸鹽體系（磷酸錳）正極材料，在成本、壽命和安全性與磷酸鐵鋰相當的情況下，M3P電池能量密度可達到210Wh/kg，可以看作是磷酸鐵鋰電池的升級版。

都是60kWh電池，搭載M3P電池的新款Model 3(圖片|配置|詢價)/Y可實現600km續航，較現款增加約40km。

同樣即將量產裝車的鈉離子電池，則是以全新的品類，通過更低廉的價格，達到磷酸鐵鋰電池160Wh/kg的電芯單體能量密度水準，同時還能實現15分鐘補能80%的效率。

鈉離子電池、鈉離子AB電池（同一電池包中塞入兩種不同電芯）針對入門級市場，磷酸鐵鋰電池、M3P電池、三元鐵鋰電池（磷酸鐵鋰+三元鋰的AB電池）主打中端市場，麒麟電池和凝聚態電池聚焦高端市場。

由此，寧德時代實現了動力電池市場的無死角覆蓋，其轉變正如曾毓群辦公室的字畫由“賭性堅強”改為“溥博淵泉”（出自《中庸》“溥博淵泉，而時出之”，寓意一個人的智慧像泉水和深淵那樣深不可測，時時涌出）。

同時，寧德時代也在布局海外市場，其位于德國圖林根州的首個海外工廠已經啟動。

大洋彼岸，寧德時代也通過“技術服務”的方式避開了《通脹削減法案》限制，牽手福特在美國密歇根州新建一座磷酸鐵鋰電池工廠。

而在動力電池之外，寧德時代也在加快儲能市場的步伐。今年兩會，作為全國政協委員的曾毓群就提交了《關于加快推進電池儲能高質量發展的提案》。

事實上，從2022年營收構成來看，動力電池系統仍是寧德時代的第一大業務，占總營收的72%，但儲能電池系統、電池材料及回收、電池礦產資源也儼然躋身為主營業務。

寫在最后

我們談及特斯拉，都會明白這不單單是一家造車企業，而是以造車為翹點，加快世界向可持續發展轉變的公司，電池生產和回收、電動汽車、儲能都是其覆蓋業務。

其實寧德時代也是這樣一位全能選手，區別之一便是寧德不造車，但會深度參與造車。而現階段，在通向能源帝國王座的路上，相比主推的4680電池一再跳票的特斯拉，寧德時代的步伐顯然更緊湊一些。

本文作者為踢車幫 孫小樹