从0 到1，钠离子电池时代开启

文 / 本刊记者 刘通

随着各方在钠离子电池领域的投入以及钠离子行业标准的制定，钠电池技术及材料逐步具备产业化的可能，而属于钠离子电池的时代大门正在快速打开。

2022 年，锂电池原材料犹如坐上火箭，一路“狂飙”。高企的锂电池原材料价格，成为动力电池厂商以及整车企业的不可承受之重。在此背景下，沉寂多年的钠离子电池终于等来发展风口。

其实，早在上世纪70 年代，人们对钠离子电池的研发已经开始。相较锂离子电池，钠离子电池具有原材料储量大、成本低、高低温性能卓越、安全性高、可快充等优点，但是由于钠离子电池的质量和体积较大、能量密度比锂电池要低，所以在两者价格相差不大的情况下，人们更多得选择了使用锂电池。

近年来，业内对钠离子电池的研发取得长足进步；钠离子电池的应用空间也得到进一步拓展；而去年锂电池成本压力的骤增，更加大了市场对理论成本更低的钠离子电池的期待。

钠离子电池图表电池类型 钠离子电池 磷酸铁锂电池 锰酸锂电池 铅酸电池电压平台（V） 3.2 3.2 3.7 2正极材料容量（mAh/g） 130 160 125 _以正极计克能量（mwh/g） 416 512 462.5 _无烟煤/石墨负极克容量（mAh/g） 260 360 360 -以负极计克能量（mwh/g） 832 1152 1332 _正负极能量密度（wh/Kg） 277 354 343 _能量密度（wh/Kg） 100-150 14-210 130-170 30-50数据来源：高工产研锂电研究所（GGII）

2023 年，或将会成为纳离子电池时代的开端。

应用场景逐步打开

业内人士分析认为，钠离子电池的应用场景主要包括储能、低速两轮车及电动车、插电混合动力汽车三方面；另外，其在户储、UPS、5G 基站领域，可以形成一定渗透。

东吴证券研报指出，钠离子电池技术及材料逐步具备产业化的可能，未来将首先取代铅酸电池，并逐渐切入A00 级电动车和储能领域。光大证券在研报中称，钠离子电池本质上是替代磷酸铁锂电池在价格更加敏感的应用场景，在户储/UPS/5G 基站领域，钠离子电池可以进入并形成一定渗透；在两轮车领域，钠电池有望占据较大份额；乘用车领域，钠电池在成本敏感度较高的A00/A0级车有望快速渗透。

在储能方面，2021 年我国弃电总量约为267 亿千瓦时，同比增加22.7%。随着风电、光伏的规模化发展，弃电现象将持续存在。作为缓解弃风、弃光的重要手段，储能建设已迫在眉睫。钠离子电池因其成本及资源优势将在大规模储能市场中大有作为。

大型储能系统对能量密度要求不高，对安全性及经济性要求更高，这使得钠电池成为其落地应用的重要场景。2022年《钠离子电池储能技术及经济性分析》报告中指出，钠离子电池在调峰应用场景下的全生命周期的度电成本约0.55 元/wh，而磷酸铁锂和三元锂电池的度电成本约0.81 元/wh 和1.18 元/wh，就度电成本而言，钠离子电池成本优势明显。

与此同时，在零下40 摄氏度的低温环境下，钠离子电池还能释放80%的电量，比锂电池更加“耐寒”。这一特性，使得钠离子电池可适应不同纬度地区的气候条件，有效提高分布式电源渗透率，提升配电网运行的稳定性和经济性。

作为动力电池，钠离子电池的主要替代对象为性能较低、污染严重的铅酸电池；同时在低速电动车领域也可替换成本更高的磷酸铁锂电池。

在汽车动力电池领域，钠离子电池产业的进一步推进，也将削弱动力电池对电动汽车成本的制约，促进新能源汽车产业的发展。

数据显示，我国二轮电动车电池市场七成以上为铅酸电池。同时，由于A00 级、A0 级电动车售价低，电池成本占比高，因此对电池成本更为敏感。

钠离子电池充放电循环次数可达3000 次，远超铅酸电池的500-800 次，能量密度可达铅酸电池3 倍以上；其成本同样低于铅酸。相对于磷酸铁锂电池，钠离子电池的成本优势同样明显，以单车30 度电为例，钠离子电池成本比磷酸铁锂电池便宜6000 元以上，这意味着钠离子电池标准化程度提高、实现量产后，更容易切入A00级、A0 电动车领域。

奇瑞新能源汽车有限公司副院长曾祥兵曾表示：2013-2015 年，磷酸铁锂能量密度在120Wh/kg 左右，另外软包111 三元体系在160Wh/kg 左右。从整车应用角度，目前钠离子电池的能量密度与之相当，可以满足A00 级电动在150-200KM 的续航要求。

在新能源汽车领域，钠离子电池无法完全取代锂电池，这几乎成为业内共识。除了在小型电动车上应用外，长安汽车副总工程师吴振豪提出了另外一个思路：将钠离子电池应用在插电混合动力车上。吴振豪认为，在长续航、高电量应用场景，钠离子电池没有优势，安全特性也无法体现，车企可以在低成本和高功率上做文章，比如插混，可以很大程度降低插混成本。

总的来看，钠离子电池商业化应用具有巨大的想像空间。在一定程度上，它将成为锂离子电池的补充，缓解锂资源短缺的问题。而在汽车动力电池领域，钠离子电池产业的进一步推进，也将削弱动力电池对电动汽车成本的制约，促进新能源汽车产业的发展。

在动力电池领域，预计钠离子电池将在电动两轮车、低速四轮车领域先行应用。在A00 级电动车领域，2025年渗透率达到10%；在A0 级电动车领域，将形成锂钠各占50%的混搭应用。

2025 年全球需求或超100GWh

虽然钠离子电池产业应用处于从0 到1 的产业化起步阶段，但业内认为2023 年有望成为钠离子电池产业化元年，实现小批量出货；2024 年实现大批量量产，规模有望达到30GWh；预计2025 年钠电池全球需求超100GWh，未来有望成为锂电池的有效补充。

浙商证券发布的钠电池行业系列深度报告中指出，我国锂资源储量相对不足，未来或将进一步牵制电池产业发展；钠离子电池理论成本低廉，能量密度和循环寿命与锂电的差距逐渐拉近；高倍率、耐低温、更安全的特性较锂电具备独特优势，预计2023 年钠离子产业链将基本形成。

分析认为，在户用及工商业储能、5G 基站、数据中心领域，钠离子电池在2025 年渗透率或将达到15%；大型储能领域的应用从2025 年开始放量。目前为止，钠离子电池的产业化进度较为理想，目前已有MWh 级别的储能电站投入运营。

在动力电池领域，预计钠离子电池将在电动两轮车、低速四轮车领域先行应用。其在电动两轮车领域的渗透率在2025 年将快速提升至与当前锂电渗透率相当的25%左右；在A00 级电动车领域，2025年渗透率达到10%；在A0 级电动车领域，将形成锂钠各占50%的混搭应用。

2025 年，钠离子电池全球需求有望达到100GWh，国内需求有望达到32.9GWh，对应市场空间约203.7 亿元。

需要注意的是，目前钠离子电池材料形式多、技术路线宽泛，还未形成统一的发展趋势且不具备规模效应，相较于锂电池，尚未形成明显“性价比”。由于钠离子电池配套的产业政策目前并不多，不利于产品的市场推广和成本的降低。除了技术的更迭外，钠电池量产更需要政策的支持。

鹏辉能源技术总监王康曾在公开场合表示，眼下钠离子电池更多参考的是锂离子电池标准，两者虽然在技术原理上相差不多，但在测试过程中差异很大。规范化、统一化的行业标准，可以通过顶层设计，避免低质化浪费，实现降本增效，有利于行业发展。

近年来，国际领域纷纷发布钠离子电池相关政策，如美国能源部明确将钠离子电池作为储能电池的发展体系；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。2022 年7 月14 日，我国工信部颁布有关文件，明确提出对钠离子电池的行业标准进行规定，在技术创新、实验验证、产业化推进等方面进行推进，加快钠离子电池的发展速度。

在政策加持下，面对未来充满想象空间的钠离子电池使用场景，钠离子电池的商业化进程开始提速，近年来相关公司动作不断。

产业化布局提速

虽然国内钠离子电池产业正处于产业化初期阶段，但钠离子电池与锂离子电池工作原理、结构相似，在浆料配方设计、电极生产过程和电池装配过程几乎没有差别，这使得企业在布局钠离子电池产业时，起步便按了“快进键”。

纵观国内布局钠离子电池业务的企业，可大致可以分为三类。一类是以宁德时代为代表的锂电巨头企业；一类则是以中科海钠、众钠能源等为代表专注于钠离子电池领域的初创企业；还有就是如杉杉股份、振华新材等专注于上游材料配套的企业。

作为全球市占率第一的动力电池提供商，宁德时代在钠离子电池技术方面不断进取和突破。早在2021 年宁德时代便发布了第一代钠离子电池，其能量密度达160Wh/kg，为目前全球最高水平。虽然第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池，但其在低温性能和快充方面具有明显的优势，特别是在高寒地区，在-20°C 低温环境中，钠离子电池也具有90%以上的放电保持率。另外，第一代动力电池在常温下充电15 分钟，电量可达80%以上。

在2022 年钠离子电池产业链与标准发展论坛上，宁德时代研究院副院长黄起森表示，宁德时代通过首创的AB 电池系统集成技术，实现钠锂混搭，优势互补，提高电池系统的能量密度，使钠离子电池应用有望扩展到500 公里续航车型。这一续航车型会面向65%的市场，应用前景广阔。同时，宁德时代计划将下一代钠离子电池能量密度提高至200Wh/kg。2 月21 日，宁德时代在互动平台上表示,公司正致力推进钠离子电池在2023 年实现产业化。

成立于2017 年的中科海钠，是国内首批钠离子电池创业企业，其技术来自中科院物理所成果转化，在关键材料方面已获国内外专利近三十个，处于国内领先地位。其钠离子电池的能量密度目前已达到145Wh/kg，循环寿命达4500次以上，工作温度为-40℃—80℃，具备快充能力。

目前中科海钠在建两条规模量产线，第一条规划钠离子电池产能5GWh，第一期规模为1GWh 已于去年落成；第二条产线与华阳股份合作，规划1GWh 钠 离 子 电 池PACK 厂 于去年投产，并计划于2023 年扩产至10GWh。

宁德时代通过首创的AB 电池系统集成技术，实现钠锂混搭，优势互补，提高电池系统的能量密度，使钠离子电池应用有望扩展到500 公里续航车型。这一续航车型会面向65%的市场，应用前景广阔。

2 月22 日，有消息称多氟多钠离子电池3 月份将推向市场。对此，多氟多相关负责人回应称，现在已有产品在客户车上装车测试。负责人特别强调，电池生产出来需要实验室数据，最重要的是装车测试，车辆的匹配程度，还有冬标极寒、夏标极温测试。这意味着，其产品距离量产应用还有一段路要走。

除此之外，蜂巢能源第一代钠离子电池原型样件已经完成开发，能量密度达110Wh/kg，目前正在研发第二代钠离子电池产品，预计2023 年一季度完成设计定型，能量密度为135Wh/kg，且在2023 年第四季度计划完成160Wh/kg 的钠离子电池开发。

在钠离子电池领域跑在前边的电池企业还有：孚能科技宣布与江铃集团新能源达成“EV3 车型钠离子电池前期适配性预研工作”合作，新车型将在2023 年上市销售；传艺科技即将进行中试线投产，预计一期2GWh 的钠离子电池项目将于2023 年投建；众钠能源现处于中试验证阶段，已与多家下游客户达成战略合作，第一代量产产品将于年内启动交付，计划在2023 年进入量产阶段，2023 年电芯产能规划达GWh级……

在材料端，正极材料布局相对领先的企业包括容百科技、振华新材等，两者采用层状氧化物路线，产品大都处于送样验证阶段。其中容百科技规划在2023 年实现钠电池正极材料每个月千吨级出货；振华新材钠离子电池正极材料在2022 年第四季度进入小批量试用阶段。

负极材料企业主要包括佰思格、贝特瑞和杉杉股份，佰思格产品性能处于第一梯队，产品性价高，贝特瑞和杉杉股份兼顾硬碳和软碳，官网披露的产品性能较为优良。电解液企业中多氟多具备年产千吨六氟磷酸钠的生产能力，已具备1GWh 钠电池产能，并规划5GWh 产能。

随着各方在钠离子电池领域的研发投入，钠电池技术及材料逐步具备产业化的可能。同时，钠离子行业标准制定在即，加上钠离子电池的后发优势和与锂离子电池生产工艺的兼容，2023 年必定会成为钠离子电池量产元年！而其商业化的进程，一定会比锂离子电池要快得多，但其大规模商业化时代的正式开启至少还要1-2年的时间。