隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，可充放電的二次電池重要性日益凸顯。鋰電池雖然不錯，但是它的特性決定了容易起火，而鈉離子電池一直被大家看作是繼任者，寧德時代、比亞迪等也都在積極布局相關的技術(shù)。

比較有趣的是，針對市場有關比亞迪在相關電池領域動作的傳聞，比亞迪官方表示，“近期對固態(tài)電池、鈉離子電池的傳言，經(jīng)向公司確認后，均為不實信息”。

在行業(yè)標準立項、成本優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)項目加速落地等多重因素影響下，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化日趨臨近，2023年或?qū)⒊蔀殁c離子電池的產(chǎn)業(yè)化元年。

一、鈉離子電池

1.什么是鈉離子電池？

鈉離子電池是一種搖椅式可充電類電池，其工作原理與鋰離子電池等電化學電池的工作原理相似，并同樣遵循脫嵌式的工作原理。鈉離子電池主要依靠鈉離子在正極與負極之間移動來工作，當鈉離子電池放電時，其中的電解液穿梭于正極與負極之間以產(chǎn)生電流；當其充電時，鈉離子從正極材料分離至負極材料。

鈉離子電池具備更優(yōu)的安全性、放電性和工作溫度區(qū)間。鈉電池在放電的時候可以放電到0伏，不存在鋰電池同情況下面臨的安全問題；同濃度的鈉鹽電解液比鋰鹽電解液離子導電率更高，這決定了鈉離子電池具有更優(yōu)秀的快充性能；鈉離子電池低溫性能更優(yōu)異，在-20°C低溫環(huán)境中，也擁有88%以上的放電保持率。

鈉離子電池能量密度指標已具備經(jīng)濟性。中科海納、寧德時代等龍頭研發(fā)的鈉離子電池能量密度已經(jīng)達到140-160Wh/kg水平。相較而言，磷酸鐵鋰電芯單體的能量密度在180Wh/kg左右。鈉離子電池的能量密度接近磷酸鐵鋰水平，在對質(zhì)量和能量密度不十分敏感的儲能、低速車、兩輪車等領域已經(jīng)能夠滿足要求。

2.鈉離子電池發(fā)展歷程

①萌芽期：1967年從高溫鈉硫電池出發(fā)。

②停滯期：在1979年法國Armand提出“搖椅電池”概念后，由于鋰離子電池體系中應用較為廣泛的石墨負極儲鈉能力欠缺，對鈉離子電池的研究幾乎停滯。

③重啟期：直至2000年加拿大Dahn等發(fā)現(xiàn)硬碳負極具備優(yōu)異的可逆儲鈉能力，學界才繼續(xù)推進。

④復興期：到2010年，隨鋰離子電池研究和產(chǎn)業(yè)鏈建設趨于成熟，以及對鋰資源的擔憂，鈉離子電池的研究和產(chǎn)業(yè)化進程，進入復興時期，海內(nèi)外出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化公司和零星商業(yè)化應用。

⑤爆發(fā)期：直至2021年7月，寧德時代發(fā)布第一代鈉離子電池，宣布計劃2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈，疊加鋰價在2021年底-2022年年初快速上漲，引發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈對互補、替代方案——鈉離子電池的高度重視，涌現(xiàn)數(shù)十家推動鈉離子電池及原材料量產(chǎn)的企業(yè)。當前碳酸鋰價格突破60萬元/噸，更近一步加速鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進程。

3.鈉電優(yōu)勢

鋰電、鈉電的材料有所區(qū)別，鈉電降本空間大。鈉離子電池主要由正極、負極、電解液、隔膜等構(gòu)成。

正極（負極）包含活性物質(zhì)、導電劑、粘結(jié)劑等，均勻涂布在集流體上。其中，鈉離子電池的正負極材料以及集流體的降本空間較大，而電解液、隔膜則與鋰離子電池相似，有一定的成本壓降空間。有研究表明，產(chǎn)業(yè)化的鈉電池材料成本相較磷酸鐵鋰電池可降低30%-40%。

4.鈉離子電池工藝

鈉離子電池與鋰離子電池原理相同、結(jié)構(gòu)相同，主要結(jié)構(gòu)都包括正極、負極、集流器、電解液和隔膜等材料，二者生產(chǎn)設備、工藝方面基本相似，傳統(tǒng)鋰離子電池產(chǎn)線可調(diào)試轉(zhuǎn)產(chǎn)。

鈉離子電池生產(chǎn)工序主要包括極片制作（制漿-涂布-輥壓-模切）和電芯的組裝（卷繞/疊片、入殼、封裝、化成、分容），整體生產(chǎn)工藝與鋰離子電池類似，僅在負極集流體上換用鋁箔、以及配方調(diào)整。目前鋰離子電池產(chǎn)線基本在調(diào)試之后可切換成鈉離子電池產(chǎn)線，不需要額外設備投資。

二、鈉電產(chǎn)業(yè)鏈

鈉離子電池企業(yè)里，寧德時代等企業(yè)加快布局鈉離子電池產(chǎn)業(yè)，鵬輝能源、星空鈉電等企業(yè)的多條生產(chǎn)線均已投入運行。中科海鈉也在近日落成全球首條1 GWh鈉離子生產(chǎn)線，鈉創(chuàng)新能源預計2022年投產(chǎn)正極材料與電解液。

中游四大材料初步產(chǎn)業(yè)布局已形成。

（1）正極材料：容百科技在正極材料方面已具備初步量產(chǎn)能力，當升科技、振華新材、鈉創(chuàng)新能源也緊隨其后積極推進產(chǎn)業(yè)化進程。

（2）負極材料：中科海鈉與華陽集團合作開發(fā)無煙煤負極，貝特瑞、杉杉股份、中科電氣等具有生產(chǎn)硬碳的豐富經(jīng)驗，已實現(xiàn)為鈉離子硬碳方面進行大批量供貨。

（3）電解液：鈉創(chuàng)新能源已有5000萬噸電解液投產(chǎn)，多氟多已商業(yè)化量產(chǎn)電解液，新宙邦、瑞泰新材等均已推出相關電解液樣品。鋁箔企業(yè)中，鼎盛新材、云南鋁業(yè)等均開展新能源動力電池用鋁箔項目，為各大電池生產(chǎn)廠商提供助力。

（4）原材料：主要是二氧化錳、釩礦、氰基氧化物，多家國內(nèi)公司具有成熟生產(chǎn)經(jīng)驗，其中湘潭電化已和寧德時代達成合作供給電解二氧化錳。

三、總結(jié)

值得我們關注的點是，10月中旬有關部門發(fā)布的《關于鈉離子電池行業(yè)標準（征求意見1稿）征求意見的通知》指出，鈉離子電池標準起草組完成了征求意見1稿的編制工作。

目前，鈉離子電池行業(yè)標準的制定意味著產(chǎn)業(yè)化臨近，眾多電池龍頭也提出2023年產(chǎn)能落地與量產(chǎn)計劃，2023年必定是鈉離子電池發(fā)展的關鍵之年。

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