背景故事：山容海“鈉”新市場

2021年3月，中科海鈉完成了億元級的A輪融資；同年7月，動力電池巨頭寧德時代發(fā)布了第一代鈉離子電池。近年來，相較于新能源造車勢力的蓬勃發(fā)展、百家爭鳴，新能源汽車核心部件電池中的關(guān)鍵：鋰資源的稀缺、分布不均、開發(fā)利用困難等問題曝光在市場中，而資源分布廣泛的鈉離子電池重新回到人們的視野中，尋找鋰電池的替代品成為市場焦點(diǎn)。

鈉離子電池大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用中，儲能擁有著廣闊的市場空間。在全球能源轉(zhuǎn)型的大環(huán)境下，各國政府相繼出臺碳中和方案，對新能源儲能的需求愈發(fā)強(qiáng)烈，至2030年全球儲能規(guī)模將突破10億美元，新增市場需求將達(dá)到1361Gwh，十年CAGR突破150%，其中中國的市場儲能將突破660Gwh，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到33.1億元。

01.應(yīng)用場景上，未來大規(guī)模儲能系統(tǒng)、5G基站、戶用儲能、光伏、風(fēng)能都將成為鈉離子電池的主戰(zhàn)場。

02.市場成熟度上，隨著鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈及制程工藝完善、生產(chǎn)設(shè)備改良，鈉離子電池成本優(yōu)勢將逐步凸顯出來；由于和鋰電池制造工藝接近，設(shè)備可沿用，通過頭部企業(yè)技術(shù)到商業(yè)化落地的推動，鈉離子電池預(yù)計未來5年可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化成熟應(yīng)用。

以下為本文目錄，建議結(jié)合要點(diǎn)進(jìn)行針對性閱讀。

本篇行研將分為3個部分闡述：

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01.鈉離子電池 | 基本概況

02.鈉離子電池 | 行業(yè)現(xiàn)狀

03.鈉離子電池 | 產(chǎn)業(yè)投資趨勢剖析

01.

鈉離子電池基本概況

1. 鈉離子基本介紹

1）在全球儲量角度，鈉資源和與鋰資源相比，鈉資源的儲量非常豐富，地殼豐度為 2.64%，是鋰資源的 440 倍。且鈉資源分布廣泛、提煉過程簡練，更容易得到電池制作需要的工業(yè)級別標(biāo)準(zhǔn)碳酸鈉。

2）鈉和鋰都屬同一主族元素，均表現(xiàn)出相似的“搖椅式”電化學(xué)充放電行為，鈉離子電池與鋰離子電池基本原理一致，所以鈉離子電池大規(guī)模商用后，會具有較大的成本優(yōu)勢。

2. 鈉離子電池和同類電池差異化對比

1）?鈉離子電池和鋰離子電池核心差別：電荷載體不同而導(dǎo)致的傳導(dǎo)離子的差異。

2）?性能優(yōu)勢：鈉離子電池主要優(yōu)勢在于快充后的性能更加良好；在不同溫度環(huán)境下，性能表現(xiàn)依舊穩(wěn)定，不受溫度影響；在經(jīng)歷針刺、短路、過充、過放等極端測試情況下，依舊表現(xiàn)良好，體現(xiàn)出高安全性、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)；設(shè)備兼容性更優(yōu)，能夠匹配更多的系統(tǒng)；有著良好的環(huán)保特性，在報廢后的處理對環(huán)境的影響較小。

? ? ? 性能劣勢：相較于其他種類的電池，鈉離子電池的劣勢在于能量密度低，質(zhì)量能量密度雖然高于鉛酸電池，但是較于目前市場主流的鋰電池有一定的差距，在體積能量密度層面也距離鋰電池的性能有一定距離；在循環(huán)壽命方面，鈉離子電池的數(shù)據(jù)為2000次以上，而市場主流的鋰電池最高能達(dá)到6000次以上。以上兩方面的主要劣勢限制了鈉離子電池目前的發(fā)展。

3. 鈉離子電池材料

1）?整體結(jié)構(gòu)：鈉離子電池與鋰電池結(jié)構(gòu)一樣，同樣由正極材料、負(fù)極材料、集流體、隔離膜、電解液和殼體、頂蓋組成。但是鈉電池中不再有鋰離子，因此在原材料方面，鈉離子電池具有顯著的成本優(yōu)勢。

2）?鈉離子電池拆解

i.正極材料：鈉離子電池的正極材料目前還處于研發(fā)階段，而正極材料是影響電池能量密度、循環(huán)壽命等性能指標(biāo)的決定性因素。從技術(shù)角度看，鈉離子電池目前面臨的最大困難是正極材料的選擇。目前進(jìn)展較快的是銅狀氧化物的鎳鐵錳/銅鐵錳體系和普魯士化合物路線，四種技術(shù)路線提供了多渠道的選擇空間，但各有優(yōu)劣。各類型的鈉資源正極材料，在成本上遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)鋰電池的正極材料，僅為鋰離子電池的40%左右。在未來，鈉離子電池的正極材料將多元并存，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

ii.負(fù)極材料：目前一共有碳類、轉(zhuǎn)化和合金化負(fù)極、過渡金屬氧化物、有機(jī)物負(fù)極四種材料，其中進(jìn)展比較快的是碳基材料，無定形碳材料受到市場廣泛關(guān)注，有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化；轉(zhuǎn)化和合金化負(fù)極以及過渡金屬氧化物目前都較難滿足市場商業(yè)化的需求，因此需要更多的探索研究投入；有機(jī)物負(fù)極目前還處于起步階段，需要合金化負(fù)極共同探索可行性。合金負(fù)極的轉(zhuǎn)化與研究能夠在未來提高能量密度。

iii.負(fù)極集流體：從銅箔變?yōu)殇X箔。因為鈉的特性不會和鋁發(fā)生電化學(xué)合金化反應(yīng)，因此將銅集流體替代為鋁集流體，降低了成本。

iv.電解液：電解液仍然以液體為主，主鹽從六氟磷酸鋰變成六氟磷酸鈉，其制備工藝相同，原生產(chǎn)線基本可以復(fù)用。在未來，高安全、低成本、高性能的鈉離子電池電解質(zhì)對商業(yè)化應(yīng)用起到深遠(yuǎn)的影響。

v.隔膜：保持原先產(chǎn)品，與鋰電池相同。

vi.電池廠產(chǎn)線：也可以完全復(fù)用鋰電池生產(chǎn)工藝，基本沒有額外固定資產(chǎn)投資。

4. 鈉離子電池歷史

1）技術(shù)發(fā)展歷程：鈉離子電池的研發(fā)于上個世紀(jì)70年代末和鋰離子電池同步開展，但是前者的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的速度卻不及后者。近年來學(xué)術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的熱度持續(xù)上升，又成為市場焦點(diǎn)。

2）國家政策支持：2021年8月，工信部在回復(fù)全國政協(xié)委員《關(guān)于在我國大力發(fā)展鈉離子電池的提案》時表示：高性價比的鈉離子電池有望成為鋰離子電池的重要補(bǔ)充，尤其是在固定式儲能領(lǐng)域?qū)⒕哂辛己冒l(fā)展前景。有關(guān)部門支持促進(jìn)性能優(yōu)異、符合條件的鈉離子電池在新能源電站、交通工具、通信基站等領(lǐng)域加快應(yīng)用，推動鈉離子電池全面商業(yè)化。

02.

鈉離子電池行業(yè)現(xiàn)狀

1. 產(chǎn)業(yè)鏈及市場規(guī)模

1）鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈：上游的新研材料，包括正、負(fù)極材料、電解液和隔膜；中游的電池材料、電池單體和電池包，像正極的鋁箔、負(fù)極的活性材料、BMS、ECU、傳感器等。從研發(fā)水平、核心技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的角度來看，鈉離子電池在未來有望逐步在儲能、低速兩輪車和低速電動車領(lǐng)域取代目前主流的鉛酸電池。鈉離子電池在下游應(yīng)用中分為動力和儲能兩個領(lǐng)域，分別會應(yīng)用到電動車、電動船、公共汽車和家庭/工業(yè)儲能、5G通信基站、數(shù)據(jù)中心、可再生能源接入等領(lǐng)域。因此產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)與鋰電池類似。Plug and Play移動出行團(tuán)隊認(rèn)為，鈉離子電池與鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的主要差異表現(xiàn)在上游正、負(fù)極材料以及中游電池廠的技術(shù)能力。

2）成本分析：鈉離子電池材料成本較鋰離子電池成本下降30%-40%，主要通過正極材料和電解液中替換鋰元素降低成本。但因產(chǎn)業(yè)鏈不完善、工藝不成熟等導(dǎo)致目前的生產(chǎn)成本較高。從可持續(xù)角度來看，鈉元素資源豐富且分布較廣，可避免資源卡脖子問題。

3）市場規(guī)模預(yù)測：在儲能和動力市場預(yù)計每年保持50%以上的增速，到2025年有望達(dá)到272Gwh。

2. 全球行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及主要標(biāo)的

當(dāng)前鈉離子電池市場，已經(jīng)從實(shí)驗室階段走向商業(yè)實(shí)用化階段，賽道中已有多家電池企業(yè)布局。國內(nèi)有中科海鈉、星空鈉電等，海外企業(yè)有日本松下、三菱、美國Faradion。目前商業(yè)化鈉離子電池使用的負(fù)極材料都是硬碳。在正極材料方面，主流的三種技術(shù)路徑都已經(jīng)有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的例子。?

從研發(fā)水平、產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)、商業(yè)化進(jìn)程來看，中國的代表企業(yè)寧德時代和中科海鈉在能量密度層面均已超越的英國和法國的同類公司的水準(zhǔn)，處于國際領(lǐng)先水平。

03.

鈉離子電池產(chǎn)業(yè)投資趨勢剖析

1. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測

1）產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀：鈉離子電池理論上成本優(yōu)勢明顯，現(xiàn)階段的生產(chǎn)成本較高；根據(jù)已有產(chǎn)品，層狀金屬氧化物正極有能量密度優(yōu)勢；聚陰離子正極在保證能量密度前提下循環(huán)壽命得到大幅改善，但成本較高；普魯士藍(lán)類似物正極擁有卓越的壽命與優(yōu)異的倍率性能，但能量密度偏低；鈉離子電池處于商業(yè)化早期，正逐步從實(shí)驗室走向?qū)嵱没瘧?yīng)用。

2）未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展：Plug and Play移動出行團(tuán)隊認(rèn)為，隨著鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈及制程工藝完善、生產(chǎn)設(shè)備改良，鈉離子電池成本優(yōu)勢將逐步凸顯出來；由于和鋰電池制造工藝接近，設(shè)備可沿用，通過頭部企業(yè)技術(shù)到商業(yè)化落地的推動，鈉離子電池預(yù)計未來5年可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化成熟應(yīng)用。

2.投資機(jī)會與趨勢總結(jié)

1. 未來，鈉離子電池會在中低端車或者二輪車領(lǐng)域?qū)︿囯姵卦斐梢欢_擊力。

2. 鈉離子電池尚處于商業(yè)化進(jìn)程早期，正逐步從實(shí)驗室走向?qū)嵱没?#xff0c;預(yù)計大規(guī)模成熟應(yīng)用至少需要5年。

3. 鈉離子電池會繼續(xù)沿用鋰電池的主流隔膜，隔膜或?qū)⒂瓉硇碌脑鲩L，因此隔膜領(lǐng)域值得關(guān)注。

4.?鈉離子電池的正極和負(fù)極材料體系，產(chǎn)業(yè)鏈和制作工藝逐步完善成熟后，鈉離子電池成本將降低。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的吐故“钠”新，看钠离子电池如何引导行业新风向的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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