#食堂奇葩饭菜大赏#
远在古代，历史学家就已经把记述历史的范围扩大到他们当时已知的世界。由于世界历史在当时还远没有像后代那样形成一门专门的学科，即使是视野扩及全部已知世界的历史学家，一般也不会对所写历史标名为世界历史，也不会完全意识到是在写作当时已知世界的历史。但是，他们毕竟把已知的地理范围视为一个世界，并且把发生在这个范围内的历史记录了下来。在这个意义上，他们为这个已知地理范围所写的历史，就是他们各自所处时代的世界历史。
远在古代，历史学家就已经把记述历史的范围扩大到他们当时已知的世界。由于世界历史在当时还远没有像后代那样形成一门专门的学科，即使是视野扩及全部已知世界的历史学家，一般也不会对所写历史标名为世界历史，也不会完全意识到是在写作当时已知世界的历史。但是，他们毕竟把已知的地理范围视为一个世界，并且把发生在这个范围内的历史记录了下来。在这个意义上，他们为这个已知地理范围所写的历史，就是他们各自所处时代的世界历史。
[憧憬][憧憬][憧憬]我国成为全球第四个拥有自主研发重离子治疗系统和临床应用能力的国家
甘肃武威重离子中心治疗室，医生正用仪器给一名肿瘤患者进行碳离子放疗……这套治疗系统就是我国首台具备自主知识产权的重离子治疗肿瘤专用装置（即医用重离子加速器/碳离子治疗系统）。它由中科院近代物理研究所及其产业化公司研制和运行维护，由武威肿瘤医院负责临床运营。
这一装置的成功应用，标志着我国成为全球第四个拥有自主研发重离子治疗系统和临床应用能力的国家，实现我国在大型医疗设备研制方面的历史性突破，我国高端医疗器械装备国产化迈出了新的步伐。
医用重离子加速器建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上
甘肃武威重离子中心的这套装置，核心是医用重离子加速器。它脱胎于中科院近代物理所建造的重大科学装置兰州重离子加速器，建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上。
截至目前，人类已知的、归入元素周期表的元素共有118种，大多数都有同位素。例如氢的同位素有氕氘氚，碳的同位素有碳12、碳13和碳14等。科研人员了解和利用这些元素、同位素，为工业、农业和医学等领域服务。
射线能够以波或者粒子的形式穿过空间或物质释放能量，人类在医学上运用放射性元素和同位素消灭肿瘤的历史已有许多年。包括伽马射线和X射线的光子放疗、质子束的质子放疗，还有碳离子束的重离子放疗。
其中，重离子放疗具备明显优势。中国工程院院士、中科院近代物理所副所长夏佳文介绍，光子射线穿透人体健康组织时能量损耗较大，到达肿瘤时剂量变弱了。碳离子更像一枚精准制导的武器，能直抵病灶，集中释放能量，消杀癌细胞。其次，碳离子束对肿瘤DNA实施双链断裂的概率更高，相比其他放疗的单链断裂，更能防止癌细胞的残留和复发。令人振奋的是，碳离子放疗对健康人体组织产生破坏极小，不仅可以精准攻击并消灭肿瘤，而且治疗中无痛、副作用小，避免“杀敌一千，自损八百”的现象。正因如此，碳离子放疗是目前国际上公认的先进放疗手段。
我国在重离子领域的技术积累长达60余年。从“一五”期间中科院近代物理所建设1.5米回旋加速器为核物理研究夯实基础，到1988年建成我国第一台大型重离子研究装置兰州重离子加速器，再到“九五”期间研制出兰州重离子加速器冷却储存环，依托历代大科学工程和大科学装置，我国重离子研究呈现良好的发展局面。
依托雄厚的基础研究支撑和原创成果积累，1993年起，科研人员将目光投向重离子治疗癌症。2020年3月，我国首台具备自主知识产权的碳离子治疗系统在武威投入临床应用。
曾担任中科院近代物理所所长的中科院兰州分院院长肖国青自豪地说：“我们自主研发的这套‘回旋注入+同步主加速器’组合重离子医用装置，在主加速器的磁聚焦结构和注入方式上，实现了国产重离子治疗设备零的突破，走出一条从基础研究、技术研发、产品示范到产业化应用的全产业链自主创新之路。”
将重离子基础研究成果转化成现实应用，凝结了科研和工程技术人员近30年的心血汗水
将重离子基础研究成果转化成现实应用，把科研装置变成医疗器械，听起来只有一步之遥，做起来却隔着万水千山，凝结了我国科研和工程技术人员近30年的心血和汗水。
跨越性成就的背后，是整个医用重离子加速器团队攻克了三大难题。
从“大”变“小”。每座大科学装置都融合了最顶尖的技术和最复杂的工艺，重离子加速器也不例外——外观体积巨大，内部精细无比。想把一个庞然大物放进医院，不是单纯意义上建造一个“缩小版”，而是需要在理论设计上有所突破，通过技术创新使得加速器周长更短、结构更紧凑。
从“粗”到“细”。要把一张理论图纸变成加工图纸，挑战很大。由于科研和医疗的试验要求各有侧重，想做出一台真正的医疗器械，就要重新调整工艺细节，这对设备的加工制造提出了很高要求。例如，重离子束“打”在肿瘤上，要求束斑中心位置稳定性误差极小，相关工艺必须更细更精密。再比如，用重离子帮助患者治病，必须保证仪器运转的稳定与可靠。
从“专”到“全”。我国把医疗器械的安全性放在首位，相应对医疗器械的资格审批、规范制定、追溯流程都十分严格。此前，医用重离子加速器在国内尚未有统一产品标准和检测方案。为了确保万无一失，国家对中科院近代物理所等单位研制的第一台医用重离子加速器审核，可谓是“严上加严”。
为了克服道道难关，中科院近代物理所的科研人员、产业化公司的技术人员、当地的医生们团结协作，边学边改，边检边调，开始了艰苦的工程化过程。中科院近代物理所产业化企业、国科离子医疗科技有限公司董事长马力祯回忆：“2018年，为了给相关审批部门提供严谨的检测报告，光准备的资料就堆满了房间，甚至用小车才拉得动。如果达不到医用标准，这台重离子加速器就是一堆废铁。”
从无到有，一步步走向产业化，团队不是闭门造车，而是注重市场牵引，要做满足医患需求的医疗器械。
马力祯介绍，他们曾经认为患者接受治疗，只需按照传统方式躺在病床上就可以。后来调研发现，用机械臂把患者抬起来，与加速器默契配合，能更方便地让射线照射患者身体。团队立刻整改细节，在第二代设备中加装了操作更灵活的机械臂。
功夫不负有心人。2019年下半年，整套碳离子治疗系统获得注册许可，我国终于有了自己的医用重离子加速器。
肖国青说，这台自主研发的医用重离子加速器，无论性能指标还是临床反馈，都不逊色于进口设备。尤其是国产重离子治疗装置成本只有发达国家的1/3至1/2，在价格上具备明显优势。同时，国产重离子治疗装置同步加速器的周长只有56.2米，是目前世界上所有医用重离子加速器中周长最短的同步加速器系统，有利于医院减少投入。依托国内完善的加工制造业体系，整套医疗器械的维修成本也大大降低，并且维修时效很快。
推动国产重离子治疗装置在全国落地，让这一大型医用设备为更多患者服务
武威重离子中心碳离子治疗系统包括中央控制室、物理计划室、中控大厅、配电室及电源间，配备4个治疗室。
“根据患者病种的不同，重离子治疗的时间和次数也不同。从目前完成治疗患者的临床随访结果来看，疗效显著，患者的病情得到有效控制。”武威肿瘤医院院长叶延程介绍，截至目前，中心共治疗患者375例（包括临床试验患者），治疗病种涵盖中枢神经系统肿瘤、头颈部和颅底肿瘤、胸腹部肿瘤、盆腔肿瘤等。
人类与癌症的斗争已经持续了数千年，即使是最微小的进步背后都有科学技术的加持。“作为科研人员，我们期望能在科学原理上取得更多突破，掌握更多重离子的机理奥秘，加快技术研发，争取为更有效的治癌手段提供科技支撑。”夏佳文表示。
下一步，国科离子医疗科技有限公司将推动国产重离子治疗装置在全国落地。马力祯说，除了已投入运营的武威重离子中心和将要开展临床试验的兰州重离子治疗装置，正在建设的还有其他城市的4台装置，另有多地也签订了合作协议。“建造布局将充分考虑人口和地理因素，将装置放在国家区域医疗中心，提升重离子治疗服务的可及性。”
肖国青说，未来将继续研制更加小型的治疗装置，降低占地面积、治疗费用，借助人工智能、5G技术等手段升级改造设备，提升智能化水平。还将大力培养重离子治疗的人才队伍，精心培训更多一线放疗医生和放射物理师，让医用重离子加速器为更多患者服务。
#南方健康#
甘肃武威重离子中心治疗室，医生正用仪器给一名肿瘤患者进行碳离子放疗……这套治疗系统就是我国首台具备自主知识产权的重离子治疗肿瘤专用装置（即医用重离子加速器/碳离子治疗系统）。它由中科院近代物理研究所及其产业化公司研制和运行维护，由武威肿瘤医院负责临床运营。
这一装置的成功应用，标志着我国成为全球第四个拥有自主研发重离子治疗系统和临床应用能力的国家，实现我国在大型医疗设备研制方面的历史性突破，我国高端医疗器械装备国产化迈出了新的步伐。
医用重离子加速器建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上
甘肃武威重离子中心的这套装置，核心是医用重离子加速器。它脱胎于中科院近代物理所建造的重大科学装置兰州重离子加速器，建立在我国科研人员对重离子物理研究的突破性认识上。
截至目前，人类已知的、归入元素周期表的元素共有118种，大多数都有同位素。例如氢的同位素有氕氘氚，碳的同位素有碳12、碳13和碳14等。科研人员了解和利用这些元素、同位素，为工业、农业和医学等领域服务。
射线能够以波或者粒子的形式穿过空间或物质释放能量，人类在医学上运用放射性元素和同位素消灭肿瘤的历史已有许多年。包括伽马射线和X射线的光子放疗、质子束的质子放疗，还有碳离子束的重离子放疗。
其中，重离子放疗具备明显优势。中国工程院院士、中科院近代物理所副所长夏佳文介绍，光子射线穿透人体健康组织时能量损耗较大，到达肿瘤时剂量变弱了。碳离子更像一枚精准制导的武器，能直抵病灶，集中释放能量，消杀癌细胞。其次，碳离子束对肿瘤DNA实施双链断裂的概率更高，相比其他放疗的单链断裂，更能防止癌细胞的残留和复发。令人振奋的是，碳离子放疗对健康人体组织产生破坏极小，不仅可以精准攻击并消灭肿瘤，而且治疗中无痛、副作用小，避免“杀敌一千，自损八百”的现象。正因如此，碳离子放疗是目前国际上公认的先进放疗手段。
我国在重离子领域的技术积累长达60余年。从“一五”期间中科院近代物理所建设1.5米回旋加速器为核物理研究夯实基础，到1988年建成我国第一台大型重离子研究装置兰州重离子加速器，再到“九五”期间研制出兰州重离子加速器冷却储存环，依托历代大科学工程和大科学装置，我国重离子研究呈现良好的发展局面。
依托雄厚的基础研究支撑和原创成果积累，1993年起，科研人员将目光投向重离子治疗癌症。2020年3月，我国首台具备自主知识产权的碳离子治疗系统在武威投入临床应用。
曾担任中科院近代物理所所长的中科院兰州分院院长肖国青自豪地说：“我们自主研发的这套‘回旋注入+同步主加速器’组合重离子医用装置，在主加速器的磁聚焦结构和注入方式上，实现了国产重离子治疗设备零的突破，走出一条从基础研究、技术研发、产品示范到产业化应用的全产业链自主创新之路。”
将重离子基础研究成果转化成现实应用，凝结了科研和工程技术人员近30年的心血汗水
将重离子基础研究成果转化成现实应用，把科研装置变成医疗器械，听起来只有一步之遥，做起来却隔着万水千山，凝结了我国科研和工程技术人员近30年的心血和汗水。
跨越性成就的背后，是整个医用重离子加速器团队攻克了三大难题。
从“大”变“小”。每座大科学装置都融合了最顶尖的技术和最复杂的工艺，重离子加速器也不例外——外观体积巨大，内部精细无比。想把一个庞然大物放进医院，不是单纯意义上建造一个“缩小版”，而是需要在理论设计上有所突破，通过技术创新使得加速器周长更短、结构更紧凑。
从“粗”到“细”。要把一张理论图纸变成加工图纸，挑战很大。由于科研和医疗的试验要求各有侧重，想做出一台真正的医疗器械，就要重新调整工艺细节，这对设备的加工制造提出了很高要求。例如，重离子束“打”在肿瘤上，要求束斑中心位置稳定性误差极小，相关工艺必须更细更精密。再比如，用重离子帮助患者治病，必须保证仪器运转的稳定与可靠。
从“专”到“全”。我国把医疗器械的安全性放在首位，相应对医疗器械的资格审批、规范制定、追溯流程都十分严格。此前，医用重离子加速器在国内尚未有统一产品标准和检测方案。为了确保万无一失，国家对中科院近代物理所等单位研制的第一台医用重离子加速器审核，可谓是“严上加严”。
为了克服道道难关，中科院近代物理所的科研人员、产业化公司的技术人员、当地的医生们团结协作，边学边改，边检边调，开始了艰苦的工程化过程。中科院近代物理所产业化企业、国科离子医疗科技有限公司董事长马力祯回忆：“2018年，为了给相关审批部门提供严谨的检测报告，光准备的资料就堆满了房间，甚至用小车才拉得动。如果达不到医用标准，这台重离子加速器就是一堆废铁。”
从无到有，一步步走向产业化，团队不是闭门造车，而是注重市场牵引，要做满足医患需求的医疗器械。
马力祯介绍，他们曾经认为患者接受治疗，只需按照传统方式躺在病床上就可以。后来调研发现，用机械臂把患者抬起来，与加速器默契配合，能更方便地让射线照射患者身体。团队立刻整改细节，在第二代设备中加装了操作更灵活的机械臂。
功夫不负有心人。2019年下半年，整套碳离子治疗系统获得注册许可，我国终于有了自己的医用重离子加速器。
肖国青说，这台自主研发的医用重离子加速器，无论性能指标还是临床反馈，都不逊色于进口设备。尤其是国产重离子治疗装置成本只有发达国家的1/3至1/2，在价格上具备明显优势。同时，国产重离子治疗装置同步加速器的周长只有56.2米，是目前世界上所有医用重离子加速器中周长最短的同步加速器系统，有利于医院减少投入。依托国内完善的加工制造业体系，整套医疗器械的维修成本也大大降低，并且维修时效很快。
推动国产重离子治疗装置在全国落地，让这一大型医用设备为更多患者服务
武威重离子中心碳离子治疗系统包括中央控制室、物理计划室、中控大厅、配电室及电源间，配备4个治疗室。
“根据患者病种的不同，重离子治疗的时间和次数也不同。从目前完成治疗患者的临床随访结果来看，疗效显著，患者的病情得到有效控制。”武威肿瘤医院院长叶延程介绍，截至目前，中心共治疗患者375例（包括临床试验患者），治疗病种涵盖中枢神经系统肿瘤、头颈部和颅底肿瘤、胸腹部肿瘤、盆腔肿瘤等。
人类与癌症的斗争已经持续了数千年，即使是最微小的进步背后都有科学技术的加持。“作为科研人员，我们期望能在科学原理上取得更多突破，掌握更多重离子的机理奥秘，加快技术研发，争取为更有效的治癌手段提供科技支撑。”夏佳文表示。
下一步，国科离子医疗科技有限公司将推动国产重离子治疗装置在全国落地。马力祯说，除了已投入运营的武威重离子中心和将要开展临床试验的兰州重离子治疗装置，正在建设的还有其他城市的4台装置，另有多地也签订了合作协议。“建造布局将充分考虑人口和地理因素，将装置放在国家区域医疗中心，提升重离子治疗服务的可及性。”
肖国青说，未来将继续研制更加小型的治疗装置，降低占地面积、治疗费用，借助人工智能、5G技术等手段升级改造设备，提升智能化水平。还将大力培养重离子治疗的人才队伍，精心培训更多一线放疗医生和放射物理师，让医用重离子加速器为更多患者服务。
#南方健康#
宁德钠电池深度分析：续航330km，15.99万的特斯拉Model 3你会买吗？
众所周知，目前最主流的电池是锂离子电池，原因有很多，比如锂最轻，以及锂可以形成最高的电池电压。但锂的缺点也很明显：地球上的储量太少，因此价格很高。于是，钠离子电池的概念应运而生。
钠离子电池并不是新鲜概念。早在20世纪70年代就有类似的概念提出，毕竟这个思路太自然不过了——钠和锂是最接近的碱金属元素，而且钠在地球上的储量实在非常多，这个看看家里的盐罐子就知道。
但是钠也存在一些与锂不同的性质：钠比锂的电位稍微“正”了一点，因此电池的能量密度会降低一点；
（从这张图里还可以看到其他有研究潜力的电池体系，如钾离子电池，钙离子电池，镁离子电池等）
另外，钠比锂的原子尺寸也大了一点，也重了一点。
也因此导致了锂离子与钠离子电池的诸多不同。
首先是两者使用的材料不同。由于原子尺寸大了一点，容易卡在材料内部出不来，可以供锂离子存储的正负极材料通常无法供钠离子使用。因此关键在于开发新体系的正负极材料，正如宁德时代董事长曾毓群所说，“有人在议论，电池的化学体系已经很难创新了，只能在物理结构上做些改进；我们认为电化学的世界，就像能量魔方，未知远远大于已知，我们乐此不疲地探索其中的奥秘。” 在这里，也对这些孜孜不倦研发材料的科学家和工程师们表达我们的敬意。
在多种钠离子电池用正极材料体系中，宁德时代选择了“普鲁士白”体系。这类材料具有克容量较高，不含贵重金属因此价格很低，以及电压平台很高等优点：
可见材料为白色粉末状。
Mn掺杂使得材料电压平台（相对于钠金属）高达3.7V，有助于实现电池的高能量密度
但其缺点也很明显：其本身的晶体结构不是很稳定，会在循环中发生结构变化，导致循环容量衰减；同时，普鲁士白材料难以完全去除结晶水，会在循环中发生水与负极的副反应，引起电池产气。从某种意义上来说，由于结晶水恰恰是稳定普鲁士白晶体结构的关键，这两个缺点难以同时解决，如何平衡这两个问题，就成为了钠离子电池应用的关键。
也正因此，此前基本没有厂商发布过循环可超过千次的普鲁士白类正极材料。宁德时代自称解决了这个问题，其通过材料计算方法进行了大量尝试后对实验方向进行了指导。至于其所使用的具体途径，包括材料表面修饰和体相的改进，可以通过查阅其近期专利寻找线索。宁德时代此次发布的克容量160mAh/g与磷酸铁锂材料的克容量接近。但发布会并未提及电池循环寿命，因此还有待进一步了解。
钠电的负极材料也与锂离子电池不同。绝大多数锂离子电池之所以使用石墨作为负极材料，是因为锂离子可以与石墨形成LiC6结构的稳定插层化合物。但石墨无法用于钠电：其无法与钠形成稳定结构的化合物（这并非是由于钠离子尺寸比锂离子大，因为令人费解的是，比钠离子更大的钾离子却可以与石墨良好兼容，其中的原因尚未得到解释）。
因此，钠电的负极材料研究共识为采用另一些层间距更大的碳材料，如中科海钠发布的无烟煤基，以及此次宁德时代发布的硬碳基材料。此材料在成本低于石墨的同时实现了与石墨接近的克容量（350mAh/g）发挥，同时由于层间距较大等因素，原子可以快速进出层间，使得电池快充与低温充放电成为可能。
硬碳储存钠的优势就在于其晶面间隙大，缺陷位置较多，因此可以容纳较多的钠。同时作为碳材料之一与石墨工艺接近，也因此成为了最主流的钠电负极材料：
但实际上硬碳是一个比石墨门类广泛得多的领域（所谓硬碳，即由于碳材料结构混乱，高温烧结仍然不会形成石墨的层状结构，如上图。无烟煤基碳材料本质上也可以归类为硬碳），此次发布会实际上并未透露所使用硬碳的具体信息。此外，由于硬碳材料较低的首次库伦效率，会导致电池的容量低于同等条件下的锂离子电池。
电解液语焉不详。其可能与锂离子电池使用的电解液差别不大，不过对于特殊的正负极材料需要使用特殊的添加剂及溶剂，以避免发生正极材料溶出等问题。
其余，隔离膜，壳体，集电体等结构可以与锂离子电池相同。也因此，钠离子电池可以使用与锂离子电池接近的工艺路线进行生产，降低了工艺开发与设备改造的相应成本。这里还有钠离子电池的另一个特点：由于锂会与铝箔发生反应引起合金化，因此锂离子电池负极必须使用耐还原的铜作为集电体，而铜的密度是铝的三倍多，增加了电池的重量同时提高了电池成本。钠电中则不会有此问题，正负极都可以使用更轻更廉价的铝作为集电体，也有助于提升电池重量能量密度并降低成本。
其次，至于锂电、钠电混用的BMS，个人认为其更接近于模组层面的并联，通过控制充放电模式来分别对锂电或钠电模组进行控制。否则，由于锂电与钠电的不一致，会导致系统难以稳定工作。
综上分析，如果宁德时代的发布会内容为真实的，则其确实将钠离子电池商用化推进了一步，但即使是从最基础的材料层面分析，仍然远不足以称其为一个成熟可用的体系。其优点在于，由于使用正负极材料容量均与磷酸铁锂电池类似，因此可以将其视为一种 “成本较低，容量稍低，能量密度稍低，循环性能未提供数据”的低成本磷酸铁锂电池，其优异的低成本优势可在中低端领域发挥特长，取代锂离子电池。但不足之处仍然很多而且短期内难以克服，如循环性能尚不清楚，能量密度仍然较低等，可认为其短时间内可能会应用于两轮电动车等产品，而在电动汽车及储能等应用尚需要进一步完善。这也就解释了为何此次发布的电池包括圆柱电池和硬壳电池。
另外此次宁德时代仅透露了其电池的能量密度为160Wh/kg，却并未提及另一个同样重要的指标：体积能量密度。
由于汽车尺寸的限制，电池包的体积能量密度越高则可以容纳更大容量的电池。这也是比亚迪发布刀片电池和宁德时代发布CTP电池的原因：通过省去电池的模组结构提高电池的体积利用率。也正因此，比亚迪高调宣传其刀片电池可以实现体积能量密度提高50%（280Wh/L）的巨大优势。
而这恰恰是钠离子电池的另一个巨大短板所在：由于所用材料普鲁士白（1.8g/cm3）与硬碳材料（1g/cm3）的压实密度都远低于磷酸铁锂（2.4g/cm3）与石墨（1.7g/cm3）等材料，同时使用了更轻但更厚的铝箔作为负极集电体，因此相同容量下电池的体积会远大于锂离子电池，粗略计算有磷酸铁锂电池的1.4倍左右（同体积容量是锂离子电池的70%）。
这一点是由所使用材料体系决定的，因此短期内无解决的迹象。
以model3为例子，其NEDC里程为468km，若全部更换为钠离子电池，其里程会下降到约327.6km左右，考虑到冬季加热需求，冬季续航可能仅剩262.8km。但同样地，其电芯的BOM成本也能降低约20%。
我们按照目前最新的电芯成本来看，方形磷酸铁锂的价格为617元/kwh，特斯拉Model 3标准续航升级版55度电芯的成本为33935元，如替换成钠离子电池，电量按照70%计算为38.5kwh，成本降低20%为493.6元/kwh，实际成本下降到19003.6元。（降低14931.4元）
——这么看来，假设把当前Model 3的电池改为钠离子电池，我们可以获得一台22.09万，续航330km的model3，再考虑到这台车的续航和标准续航版相比差异实在太大，以及特斯拉一直有大约20%的卖车毛利，所以这台车特斯拉牺牲下毛利，是可以做到19.99万的。
而根据很多专业机构的预测，随着特斯拉第二工厂的建立、产能进一步扩大，标准续航版车型价格一定会降到19.99万。
届时按照特斯拉一贯的定价体系，如果有钠离子电池的车型，这款车或许可以打到15.99万的区间去。
——那么一台15.99万，春秋续航330km，冬季续航260km和标准版差不多的特斯拉，你会购买吗？
这些数据或许暗示着，钠离子电池最终的大规模应用可能在于储能。或许未来，我们在用电高峰期使用的电能，就会有相当一部分由这些臃肿但廉价的钠离子电池提供。
对于此次钠离子电池的发布，我们的观点是：请宁德时代提供电池的循环数据，同时提供的电池的体积能量密度数据，然后做进一步分析。
众所周知，目前最主流的电池是锂离子电池，原因有很多，比如锂最轻，以及锂可以形成最高的电池电压。但锂的缺点也很明显：地球上的储量太少，因此价格很高。于是，钠离子电池的概念应运而生。
钠离子电池并不是新鲜概念。早在20世纪70年代就有类似的概念提出，毕竟这个思路太自然不过了——钠和锂是最接近的碱金属元素，而且钠在地球上的储量实在非常多，这个看看家里的盐罐子就知道。
但是钠也存在一些与锂不同的性质：钠比锂的电位稍微“正”了一点，因此电池的能量密度会降低一点；
（从这张图里还可以看到其他有研究潜力的电池体系，如钾离子电池，钙离子电池，镁离子电池等）
另外，钠比锂的原子尺寸也大了一点，也重了一点。
也因此导致了锂离子与钠离子电池的诸多不同。
首先是两者使用的材料不同。由于原子尺寸大了一点，容易卡在材料内部出不来，可以供锂离子存储的正负极材料通常无法供钠离子使用。因此关键在于开发新体系的正负极材料，正如宁德时代董事长曾毓群所说，“有人在议论，电池的化学体系已经很难创新了，只能在物理结构上做些改进；我们认为电化学的世界，就像能量魔方，未知远远大于已知，我们乐此不疲地探索其中的奥秘。” 在这里，也对这些孜孜不倦研发材料的科学家和工程师们表达我们的敬意。
在多种钠离子电池用正极材料体系中，宁德时代选择了“普鲁士白”体系。这类材料具有克容量较高，不含贵重金属因此价格很低，以及电压平台很高等优点：
可见材料为白色粉末状。
Mn掺杂使得材料电压平台（相对于钠金属）高达3.7V，有助于实现电池的高能量密度
但其缺点也很明显：其本身的晶体结构不是很稳定，会在循环中发生结构变化，导致循环容量衰减；同时，普鲁士白材料难以完全去除结晶水，会在循环中发生水与负极的副反应，引起电池产气。从某种意义上来说，由于结晶水恰恰是稳定普鲁士白晶体结构的关键，这两个缺点难以同时解决，如何平衡这两个问题，就成为了钠离子电池应用的关键。
也正因此，此前基本没有厂商发布过循环可超过千次的普鲁士白类正极材料。宁德时代自称解决了这个问题，其通过材料计算方法进行了大量尝试后对实验方向进行了指导。至于其所使用的具体途径，包括材料表面修饰和体相的改进，可以通过查阅其近期专利寻找线索。宁德时代此次发布的克容量160mAh/g与磷酸铁锂材料的克容量接近。但发布会并未提及电池循环寿命，因此还有待进一步了解。
钠电的负极材料也与锂离子电池不同。绝大多数锂离子电池之所以使用石墨作为负极材料，是因为锂离子可以与石墨形成LiC6结构的稳定插层化合物。但石墨无法用于钠电：其无法与钠形成稳定结构的化合物（这并非是由于钠离子尺寸比锂离子大，因为令人费解的是，比钠离子更大的钾离子却可以与石墨良好兼容，其中的原因尚未得到解释）。
因此，钠电的负极材料研究共识为采用另一些层间距更大的碳材料，如中科海钠发布的无烟煤基，以及此次宁德时代发布的硬碳基材料。此材料在成本低于石墨的同时实现了与石墨接近的克容量（350mAh/g）发挥，同时由于层间距较大等因素，原子可以快速进出层间，使得电池快充与低温充放电成为可能。
硬碳储存钠的优势就在于其晶面间隙大，缺陷位置较多，因此可以容纳较多的钠。同时作为碳材料之一与石墨工艺接近，也因此成为了最主流的钠电负极材料：
但实际上硬碳是一个比石墨门类广泛得多的领域（所谓硬碳，即由于碳材料结构混乱，高温烧结仍然不会形成石墨的层状结构，如上图。无烟煤基碳材料本质上也可以归类为硬碳），此次发布会实际上并未透露所使用硬碳的具体信息。此外，由于硬碳材料较低的首次库伦效率，会导致电池的容量低于同等条件下的锂离子电池。
电解液语焉不详。其可能与锂离子电池使用的电解液差别不大，不过对于特殊的正负极材料需要使用特殊的添加剂及溶剂，以避免发生正极材料溶出等问题。
其余，隔离膜，壳体，集电体等结构可以与锂离子电池相同。也因此，钠离子电池可以使用与锂离子电池接近的工艺路线进行生产，降低了工艺开发与设备改造的相应成本。这里还有钠离子电池的另一个特点：由于锂会与铝箔发生反应引起合金化，因此锂离子电池负极必须使用耐还原的铜作为集电体，而铜的密度是铝的三倍多，增加了电池的重量同时提高了电池成本。钠电中则不会有此问题，正负极都可以使用更轻更廉价的铝作为集电体，也有助于提升电池重量能量密度并降低成本。
其次，至于锂电、钠电混用的BMS，个人认为其更接近于模组层面的并联，通过控制充放电模式来分别对锂电或钠电模组进行控制。否则，由于锂电与钠电的不一致，会导致系统难以稳定工作。
综上分析，如果宁德时代的发布会内容为真实的，则其确实将钠离子电池商用化推进了一步，但即使是从最基础的材料层面分析，仍然远不足以称其为一个成熟可用的体系。其优点在于，由于使用正负极材料容量均与磷酸铁锂电池类似，因此可以将其视为一种 “成本较低，容量稍低，能量密度稍低，循环性能未提供数据”的低成本磷酸铁锂电池，其优异的低成本优势可在中低端领域发挥特长，取代锂离子电池。但不足之处仍然很多而且短期内难以克服，如循环性能尚不清楚，能量密度仍然较低等，可认为其短时间内可能会应用于两轮电动车等产品，而在电动汽车及储能等应用尚需要进一步完善。这也就解释了为何此次发布的电池包括圆柱电池和硬壳电池。
另外此次宁德时代仅透露了其电池的能量密度为160Wh/kg，却并未提及另一个同样重要的指标：体积能量密度。
由于汽车尺寸的限制，电池包的体积能量密度越高则可以容纳更大容量的电池。这也是比亚迪发布刀片电池和宁德时代发布CTP电池的原因：通过省去电池的模组结构提高电池的体积利用率。也正因此，比亚迪高调宣传其刀片电池可以实现体积能量密度提高50%（280Wh/L）的巨大优势。
而这恰恰是钠离子电池的另一个巨大短板所在：由于所用材料普鲁士白（1.8g/cm3）与硬碳材料（1g/cm3）的压实密度都远低于磷酸铁锂（2.4g/cm3）与石墨（1.7g/cm3）等材料，同时使用了更轻但更厚的铝箔作为负极集电体，因此相同容量下电池的体积会远大于锂离子电池，粗略计算有磷酸铁锂电池的1.4倍左右（同体积容量是锂离子电池的70%）。
这一点是由所使用材料体系决定的，因此短期内无解决的迹象。
以model3为例子，其NEDC里程为468km，若全部更换为钠离子电池，其里程会下降到约327.6km左右，考虑到冬季加热需求，冬季续航可能仅剩262.8km。但同样地，其电芯的BOM成本也能降低约20%。
我们按照目前最新的电芯成本来看，方形磷酸铁锂的价格为617元/kwh，特斯拉Model 3标准续航升级版55度电芯的成本为33935元，如替换成钠离子电池，电量按照70%计算为38.5kwh，成本降低20%为493.6元/kwh，实际成本下降到19003.6元。（降低14931.4元）
——这么看来，假设把当前Model 3的电池改为钠离子电池，我们可以获得一台22.09万，续航330km的model3，再考虑到这台车的续航和标准续航版相比差异实在太大，以及特斯拉一直有大约20%的卖车毛利，所以这台车特斯拉牺牲下毛利，是可以做到19.99万的。
而根据很多专业机构的预测，随着特斯拉第二工厂的建立、产能进一步扩大，标准续航版车型价格一定会降到19.99万。
届时按照特斯拉一贯的定价体系，如果有钠离子电池的车型，这款车或许可以打到15.99万的区间去。
——那么一台15.99万，春秋续航330km，冬季续航260km和标准版差不多的特斯拉，你会购买吗？
这些数据或许暗示着，钠离子电池最终的大规模应用可能在于储能。或许未来，我们在用电高峰期使用的电能，就会有相当一部分由这些臃肿但廉价的钠离子电池提供。
对于此次钠离子电池的发布，我们的观点是：请宁德时代提供电池的循环数据，同时提供的电池的体积能量密度数据，然后做进一步分析。
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