摘要：此后十几年，锂电池和消费电子行业比翼齐飞，直到2008年，当特斯拉将装有6831颗钴酸锂电池的Roadster推向市场并且大获成功后，原本作为便携式能源的锂电池又被赋予了一个全新的历史使命：整车动力核心。
1991年，当索尼将钴酸锂与石墨组成的小电池装入摄像机时，锂电池商业化的历史大幕就此拉开。
此后十几年，锂电池和消费电子行业比翼齐飞，直到2008年，当特斯拉将装有6831颗钴酸锂电池的Roadster推向市场并且大获成功后，原本作为便携式能源的锂电池又被赋予了一个全新的历史使命：整车动力核心。
发明钴酸锂的John Goodenough当初怎么也没想到，自己的发明竟然意外开启了一场前所未有的电动车革命，也让动力电池行业此后走出了一条“性能暴力拉升，成本急剧下探”的摩尔曲线。
陡峭的曲线让电动车从奢侈品降格为日用品，逐渐走入寻常百姓家，这种平权化的背后是动力电池在材料、结构和工艺层面持续不断的创新。
从钴酸锂到磷酸铁锂和三元锂，从钠电池到固态电池，从18650的小圆柱到4680大圆柱，从模组方案到电池车身一体化，每一次的技术迭代都伴随着科学家和工程师对于“完美电池”的不懈追求。
但现实告诉我们，动力电池没有绝对的“完美”，这并非技术桎梏，而是材料特性、物理化学规律与工程实现之间的天然矛盾。
从能量密度与安全性的博弈，到成本控制与低温性能的取舍，每一项技术突破都伴随着权衡与妥协。
然而，消费者对 “更高续航、更快充电、更低成本” 的多元诉求从未停止，这种 “既要、又要、还要” 的期待，本质上驱动着行业在看似对立的需求中寻找到最佳平衡。
解决低温性能，刻不容缓
如果把动力电池比作是一辆车，那么能量密度就像油箱容量，循环次数是发动机寿命，快充能力好比百公里加速，成本则是价格。
现实中不存在这么一辆车：它既有超跑般的加速能力，重卡一样的大油箱，卡罗拉一样的可靠性，还有五菱宏光一样的惊爆价。
实际上，不同材料体系因为电化学特征上的差异，在以上这些核心指标上存在天然的”跷跷板效应”，工程师们常常顾此失彼。
电池研发时经常遇到各种“不可能三角”，图片来源：绿芯频道
以第一代特斯拉Roadster为例，马斯克之所以选择钴酸锂，而非磷酸铁锂，主要是看重了它在能量密度和生产工艺成熟度上的相对优势，但也不得不接受它在成本、安全性和循环寿命上的相对劣势。另外，将六千多节小电池组成一个电池包，对整车BMS系统也提出了巨大的挑战。
对工程师来说，把动力电池单一性能做到极致在理论上是可行的，但现实中，很少电池厂会这么极限操作，因为他们深知，某一优势的实现往往以牺牲某一性能为代价。
比如，通过在正极中提高镍的配比，在负极石墨中掺入一定的硅元素，降低隔膜厚度以及采用更紧凑的结构设计等手段，能尽可能提升电池的能量密度，增加电动车的续航里程。
但这么做的代价也是显而易见的：在正极材料中，镍的含量越高，能量密度也越高，但副反应也越多，热稳定性越难控制；在负极材料中，硅与生俱来的的高膨胀系数也势必影响快充性能；降低隔膜厚度能为正负极活性物质反应腾出更多空间，但也会增加短路的风险。
同理，磷酸铁锂材料内部的橄榄石结构更稳定，材料价格更低，配料表中也没有像“钴”这样价格昂贵且有可能被卡脖子的稀有金属，但相比三元锂，能量密度的天花板更低，低温性能更逊一筹。
这种“跷跷板效应”使得电池性能犹如一个“不可能多边形”，决定了工程师没法通过研发一款“完美电池”一劳永逸，而是必须围绕具体场景需求，在能量密度、循环寿命、充电速度、低温性能和成本之间找到最佳平衡。
事实上，中国电动车行业最早起步就是从理解“场景”开始的。
2009年启动的“十城千辆”计划选择从公交车和环卫车切入并且首选磷酸铁锂电池，不仅是因为磷酸铁锂相对安全，而是综合考虑包括行驶场景、充电网络、电池寿命、安全性和价格敏感性之后，对于技术和场景的精准匹配。
如今，国内公交车早已是纯电动的天下，新能源车也跨越了技术鸿沟并且在乘用车领域大放异彩，去年的渗透率逼近50%，但仔细一看，市场存在区域结构不平衡的问题，某些场景下的痛点没有得到彻底解决。
比如，东三省的新能源渗透率去年都不足50%，黑龙江更是低至30%，造成这种情况的核心问题在于，锂电池在低温环境下存在明显的性能衰减问题。
根据懂车帝的冬测结果，在-20度在左右的环境下，纯电车的续航达成率普遍不足五成，这种断崖式的性能衰减导致消费者在寒冷地区产生强烈的里程焦虑，即便是看重了电动车在加速性、静谧性和智能化上的优势，往往也会续航问题倒向燃油车。
要让电动车做到“哪里都好开，何时都好用”，核心在于消除气候适应性的短板，而破解低温难题则是打通渗透率“最后一公里”的关键。
“钠锂时代”的到来
如何克服极寒低温环境一直都是锂电池的“老大难”问题。
打个比方，在常温环境下，电池里的电解液就像清水一样顺滑，锂离子就像是小跑车一样，能在正负极之间快速穿梭，而一旦气温降到了-20度以下，电解液就变得像蜂蜜一样粘稠，锂离子的通行效率就会大打折扣，续航就会像漏了气的气球一样缩水，充电效率也会跟着下降。
由于这种特性的存在，科学家和工程师们试图找到一种既能克服严寒、又足够安全的电池，并且都把目光锁定在了“钠”上。
事实上，钠电池和锂电池的研发时间几乎同步，只不过当索尼率先将锂离子商业化之后，钠电池因为能量密度上的劣势，研发和商业化进程被迫陷入停滞，直到2021年，宁德时代才让它重回大众视野。
从参数上看，宁德时代推出的第一代钠离子电池做到了电芯单体能量密度160Wh/kg，略低于当时磷酸铁锂的平均水平；常温下充电15 分钟，电量可达80%以上，不输磷酸铁锂电池；更重要的是，在-20°C低温环境中，它也能拥有90%以上的放电保持率，远胜磷酸铁锂。
第一代钠电池的横空出世打破了人们对于这项技术的刻板印象，让外界看到了它在某些性能维度上独一无二的优势以及巨大的商业化潜力。
事实上，除了低温性能好以及更安全的本征特性之外，钠电池的一大优势在于近乎无限供给的上游原材料。
钠的储量是锂的420倍，全球分布广，开采易，成本低，不受地缘政治风险影响，永远不会被资源国卡脖子。相比之下，全球超七成锂资源都集中于南美以及澳大利亚等少数区域，开采成本高，极易受制于国际供应链博弈影响，而且价格波动比较大。2022年，锂价一度飙到了超60 万元/吨。
如果说第一代钠电池的推出代表它走出了实验室，开启了商业化进程，那么最近宁德时代在Tech Day上推出的全球首款车规级规模化量产应用的钠离子电池——“钠新电池”，则意味着它要从“小众市场”走向“大众市场”。
钠电体系正在愈发成熟
相比上一代，钠新电池单体电芯的能量密度提升到了175Wh/kg，比肩磷酸铁锂电池；抗冻能力比之前更强，在零下40 度的环境下也能保持90%的能量保持率，做到冰天雪地也不掉电。
此外，它在循环寿命、充电效率以及安全性三个重要维度上几乎都做到了极致：10000次的循环寿命，比磷酸铁锂多一倍；极高的安全特性赋予了它更快的充电效率，可以做到10 分钟从30%充到80%；在满电的情况下，即便是被钢针刺穿，被电钻穿透，被外力锯断，被多面挤压，也能做到不起火、不爆炸。
性能全面升级后的钠新电池可以承担更多角色，解锁更多极端场景。
作为高压动力电池，钠新电池最高能做到500公里的纯电续航和200公里的混动续航，对于那些因为低温性能差而放弃电动车的北方消费者，以及对于那些对成本、安全和使用寿命格外关注的营运车司机而言，钠新电池能充分满足他们“既要、又要，还要”的多重诉求。
与此同时，钠新电池也可以作为24V启驻一体化蓄电池被用在重卡上，能够有效解决传统铅酸电池在低温启动、使用寿命以及深度放电等方面的短板。
比如，把钠新电池作为蓄电池后，重卡在零下40度的环境下也可以照常启动，还能满足空调等设备的正常运行；即便是开了一晚上空调之后，第二天卡车也可以正常启动；整块电池的使用寿命达到8 年，降低了重卡司机频繁更换蓄电池的成本。
钠新电池的推出意味着钠电池实现了体系化成熟，它不仅突破了性能的上限，也打开了资源的边界，解决了上游原材料被卡脖子的后顾之忧，更宣告了一个“钠锂并行”时代的加速到来。
多核架构推动能量自由
受限于单一材料体系的性能边界，宁德时代的电池工程师很早就在思考如何通过分工合作、取长补短来打造全能的“六边形战士”，其中，钠电池一直扮演着“关键先生”的角色。
早在2020 年，宁德时代就在全球首创了AB电池系统解决方案，通过将钠离子与锂离子电池按特定比例混搭，再借由BMS精准算法实现协同控制，既弥补了钠离子电池在能量密度上的相对劣势，又能充分发挥它在低温、快充、低成本和功率上的相对优势。
去年推出的骁遥增混电池也采用了钠锂混搭的AB方案，通过在电池包两端（低温敏感区）布置一定数量的钠电池，既能优化成本，更能发挥不同材料体系的特长，实现性能互补。
按照宁德时代国内乘用车业务CTO高焕的说法，依托AB方案技术，搭载骁遥增混电池的电动车能够在零下40 度环境下放电，在零下30 度环境下充电，在零下20 度的环境下也能提供强劲的动力输出。
AB方案打破了单一化体系的性能瓶颈，也打开了不同化学体系协同配合的想象空间，使得电池研发的方向从过去追求“绝对的技术领先”转向了“场景的高度定制”。
在这个方向的指引下，宁德时代在今年的Tech Day推出了重磅技术：骁遥双核电池。
它不是简单地把不同材料体系的电池放在同一个电池包里，而是试图通过电化学体系、能量管理、安全冗余等多个维度的协同创新，重新定义能量存储的逻辑，实现新能源车从“功能同质化”到“场景个性化”的跃迁。
换言之，以后电池研发将不再“唯参数论”，而是把对于使用场景和用户需求的理解提到了一个前所未有的高度。
正如宁德时代创始人兼董事长曾毓群在发布会上所说：“在新能源产业发展的下一阶段，谁更懂消费者的需求，谁能定义下一代产品的价值，谁才是真正的赢家。”
这次发布的骁遥双核电池，采用了“宁德时代双核架构”技术，首创了“主能量区 + 增程能量区” 的双舱设计，允许在同一电池包内集成不同化学体系的电芯，通过两个区域之间的精密协作，能够实现高压双核、低压双核，结构双核、热管理双核、热失控安全防护双核五大功能，有效抵御各种未知风险。
在增程能量区，宁德时代应用了一项颠覆性的技术——自生成负极技术，取消了传统的石墨负极材料，让锂离子直接沉积在集流体上，实现能量效率的跃升。
两项技术结合之下，宁德时代便能基于当前市场主流用户的用车场景和需求，打造出不同的灵活组合方案。
比如“钠+磷酸铁理自生成负极电池”的双核方案，既能解决北方用户最担心冬季新能源车续航大幅缩水、车辆启动困难和充电缓慢等问题，同时又能实现最长700公里的超长续航。
此外，宁德时代也展示了“铁-铁”的双核方案，主能量区搭载最新发布的第二代神行超充电池，增程能量区选择高比能的磷酸铁锂自生成负极电池，这样的搭配能让消费者享受到峰值12C的充电倍率，又能获得超1000公里的纯电续航，兼顾了日常通勤的经济性和长途出行的安全感。
不同材料体系组合下的“双核方案”
总体来看，骁遥双核方案通过材料创新、架构重构、算法升级的三重突破，实现了更多应用场景的“六边形全能”，不仅极大释放了整车厂在产品定义时的发挥空间，满足了用户全天候全场景下的需求，更重要的是，它还重构了动力电池的设计逻辑和产业生态。
值得一提的是，双核开启的多核未来的应用领域不止于乘用车，未来还会覆盖包含商用车、电船、飞机等更多领域，甚至可能让一些高端技术比如固态提前落地。
尾声
在新能源产业狂飙突进的十年里，动力电池的“技术崇拜”曾让行业一度陷入“参数内卷”的怪圈。人们似乎忘记了：技术进步的终极目标从来都不是数字游戏，而是让能源以更合理的方式服务于人。
事实上，行业只有从“技术内卷”转向“场景深耕”，从“单一崇拜”回归“系统思维”，才能真正实现双碳目标与用户体验的双赢，新能源车渗透率的“最后一公里”才能被彻底打通。
来源：远川研究所一点号