钠离子电池板块拉升，钠离子电池发展现状与未来在哪？

2022 年，中国新能源汽车市场将维持自然高速增长，美国新能源补贴政策有望推动新能源汽车销量爆发，全球新能源汽车有望在更多爆款车型的共同推动下维持销量高速增长和渗透 率快速提升，我们预计 2022 年全球新能源车销量将超过 1000 万辆，增速超过 50%;同时 预计 2022 年全球锂需求约 67.7 万吨 LCE，同比增加 35%。预计 2025 年，全球新能源车销量将接近 2500 万辆，锂需求达到 144 万吨 LCE(其中动力电池 需求 118 万吨，占比 82%)。

在新能源汽车的背后，其动力电池是卡脖子的关键技术，而锂资源供给约束的长期存在，其自然存量、开采技术推动锂价水涨船高，不得不让各大电池厂商寻求突破锂资源约束的B计划，发展钠离子电池技术就此被提上日程。

钠离子电池，是一种二次电池，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似，两者都被称为“摇椅式”电池。众所周知，钠作为在元素周期表中位于锂之下的碱金属元素，拥有着与锂相似的化学特性，锂离子电池的相关技术都可以为钠离子电池所借鉴，而且钠的储量与开采难度却比锂亲民得多太多了。

【资料图】

钠离子电池的发展历史

根据中研普华研究院《2022-2027年中国水系钠离子电池行业深度分析与投资预测报告》显示：

钠离子电池几乎与锂离子电池同时问世于70 年代，但80 年代末却遇冷，原因有三：一、难以找到合适的负极材料(能在酯类溶剂中高效储锂的石墨却难以储钠);二、研究条件有限(系统水氧含量较高，难以用金属钠作为基准电极开展材料评估实验);三、锂离子电池独占鳌头(大量的研究者把方向锚定在锂离子电池上)。

直到 21 世纪，钠离子电池迎来了转机。2000 年，人们发现由葡萄糖热解得到的硬碳材料具有高达300mAh/g 的储钠比容量，为钠离子电池提供了一种至关重要的负极材料。2007 年，聚阴离子正极材料 Na2FePO4F 被发现，该材料的嵌脱体积形变率仅 3.7%，几乎没有应变。在 2000 年至 2010 年间，钠离子电池的研究速度较为平缓，主要集中在少数几个实验团队。2010 年后，钠离子电池研究进入了春天，新的材料体系不断涌现，并逐步尝试产业化。

钠离子电池广受政策支持

聚焦可再生能源利用储能、动力电池方面，我国提出 2025 年新型储能装机规模达 3000 万千瓦以上，开展钠离子电池等关键核心技术、装备和集成优化设计研究。2021 年，《关于印发 2030 年前碳达峰行动方案的通知》提出，聚焦可再生能源大规模利用储能、动力电池等重点，深化应用基础研究;2021 年，《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》提出，鼓励可再生能源发电 ，企业与储能电站等签订新增消钠能力的协议或合同，明确市场化调峰资源的建设、运营等责任义务;

2021 年，《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出，到 2025 年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达 3000 万千瓦以上;2022 年，《“十四五”新型储能发展实施方案》指出，到 2025 年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件，开展钠离子电池、新型锂离子电池等关键核心技术、装备和集成优化设计研究。

国际上，欧美明确提升钠离子电池的战略地位。2019 年，欧盟储能计划“电池 2030”项目将钠离子电池列在非锂离子电池体系的首位;同年，提出“Fitfor55”一揽子计划，预计 2030 年可再生能源在总能源供应中的占比目标，从原来的40%提高到 45%;2020 年，美国能源部明确将钠离子电池作为储能电池的发展体系，公布《基础设施计划》，指出 2035 年实现 100%无碳电力以及清洁能源发电。

钠离子电池的性能及优势

根据中研普华研究院《2022-2027年中国水系钠离子电池行业深度分析与投资预测报告》显示：

宁德时代表示，公司于2021年发布钠离子电池，其电芯单体能量密度高达 160Wh/kg，常温下充电15 分钟，电量可达 80%以上，在-20%℃低温环境中，也拥有 90%以上的放电保持率，系统集成效率可达 80%以上。公司正致力于推进钠离子电池在 2023 年实现产业化。

钠离子电池在-40℃低温下可以放出 70%以上容量，高温 80℃可以循环充放使用，这将在储能系统层面降低空调系统的功率配额，也可以降低温度控制系统的在线时间，进而降低储能系统的一次投入成本和运行成本。

安全性方面，由于钠离子电池内阻相对较高，发生短路时的瞬间发热量相对锂电池小，温升相对较低，具备更高安全性;同时，钠电中正负极都采用铝箔，电池的结构和组分更简单，也更易于回收再利用，使钠电池具备绿色环保性质。

2022年 7 月 29 日，碳酸锂价格为 47.0 万元/吨;碳酸钠市场均价为 2782 元/吨，虽然钠电池核心的能量密度及循环寿命指标均弱于锂电池，但其成本优势仍使其在储能等下游应用场景具有较高经济性。

当前问题及技术展望

当前钠离子电池主要有以下问题：

材料研究有待深入，钠离子电池的硬碳机理未完全阐明，其性能也有待提升，而在安全性上，若失控则有可能放出剧毒气体。

成本优势有待实现，技术研发和规模效应缺一不可，除了原材料有价格优势，其他制造步骤的成本就高于磷酸铁锂电池，而生产设备的价格较高且折旧损耗较大，约占制造成本的 20~30%，规模效应摊薄成本方面也有待发展

技术标准有待制定，各家企业需联合规范市场秩序，促进健康发展。

当前钠离子的技术发展方向应该是增强安全性，提高比能量。

根据中研普华研究院《2022-2027年中国水系钠离子电池行业深度分析与投资预测报告》显示：

水系钠离子电池是本征安全的钠离子电池，以水溶液电解质替换有机电解质，能从根本上提高钠离子电池的安全性。当前的钠离子电池延续了锂离子电池的有机电解液体系，因此无法从根本上规避爆燃风险，若将其替换为水溶液，不仅能大大提高安全性，还能简化生产工艺，同时降低生产过程中的环境污染。目前人们已经报道了大量的水系钠离子电池体系方案，其中普鲁士蓝体系的循环性能最佳，已经开始产业化尝试，代表性企业有 Natron Energy、贲安能源等。长期来看，水系钠离子电池是一个非常有前景的方向，尤其适用于储能领域。

近十年，钠离子电池基础研究数量快速增长，实验室钠离子电池性能实现跨越式提升，能量密度超过200wh/kg，已超越磷酸铁锂电池理论能量密度。长期来看，商业化钠离子电池能量密度有望超越磷酸铁锂电池。但需要注意的是，从技术端向产业端的传导仍需要较长时间的磨合。从目前产业端公布的数据来看，钠离子电池能量密度比磷酸铁锂电池低约 20%，相较于大部分磷酸铁锂电池 6000 次以上的循环性能，钠离子电池循环性能约在 4500 次以上。真正实现量产化还需2-3年，钠离子电池未来的前景值得关注!

《2022-2027年中国水系钠离子电池行业深度分析与投资预测报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。

关键词： 锂离子电池 能量密度 铁锂电池