锂资源限制催生(sheng)出的钠电(dian)池机遇，在当下已经迎来数个里程碑式的产业推进。
钠电(dian)产业化推进不断加速
钠电(dian)产业化进程再(zai)下一(yi)城。
2024年1月4日，比亚迪钠离(li)子(zi)电(dian)池项目开(kai)工，徐州市举行全市重大产业项目建设启动会暨(ji)比亚迪（徐州）钠离(li)子(zi)电(dian)池项目开(kai)工奠基活动。比亚迪（徐州）钠离(li)子(zi)电(dian)池项目总投(tou)资100亿元，主要(yao)生(sheng)产钠离(li)子(zi)电(dian)池电(dian)芯以(yi)及PACK等(deng)相关配套产品，计划年产能30GWh，给钠电(dian)产业化再(zai)次注入活力。
1月5日，来自中国的新能源汽车品牌江淮钇为在安徽安庆正式向用户批量交付全球首款钠电(dian)池车，标志着钠离(li)子(zi)电(dian)池产业化迈出最重要(yao)的一(yi)步。据悉，此次交付的钠电(dian)版花(hua)仙子(zi)车型搭载的由中科海钠供应的32140钠离(li)子(zi)圆柱(zhu)电(dian)芯，该款电(dian)芯单体容量12Ah，能量密度≥140Wh/kg，采用铜基层(ceng)状氧化物+硬(ying)碳的技(ji)术(shu)路线。
江淮钇为是江汽集团对旗下新能源乘用车板块“混改”后成立(li)的全新品牌，经过十余年迭代研发、上万次爆炸试验以(yi)及百亿公里实车验证，成功研发出0热扩散蜂窝电(dian)池安全结构。这款搭载钠离(li)子(zi)电(dian)芯的花(hua)仙子(zi)车型同(tong)样采用了蜂窝电(dian)池安全结构，整个电(dian)池包容量23.2kWh，CLTC续航里程达到230km，百公里电(dian)耗水平接(jie)近10度电(dian)。
从此前公布的信息来看，宁德时代、孚能科技(ji)、比亚迪、等(deng)超200家企业都已经开(kai)始竞逐钠离(li)子(zi)电(dian)池，多氟(fu)多也已完成钠离(li)子(zi)电(dian)池研发体系的搭建。高工锂电(dian)统(tong)计，从2023年扩产项目来看，涉及钠离(li)子(zi)电(dian)池开(kai)工的项目达到8起，投(tou)资规(gui)模超416亿元，产能规(gui)划超过100GWh。目前，宁德时代、中科海纳、孚能科技(ji)钠离(li)子(zi)电(dian)池配套的车辆都已正式进入公告，预计将在2025年正式量产上车。
首台钠离(li)子(zi)电(dian)池实验车正、首款钠电(dian)两轮车资料来源：江汽集团、雅迪
为何要(yao)发展钠电(dian)？
当前锂离(li)子(zi)电(dian)池在消费类电(dian)子(zi)、新能源汽车、电(dian)网(wang)储能等(deng)领(ling)域(yu)发展势(shi)头强劲(jin)，但仅靠锂离(li)子(zi)电(dian)池并不能全面改变传统(tong)能源结构，受锂资源储量（仅为17ppm）和分布不均（70%位于南美洲）的限制（特别是我(wo)国80%的锂资源依(yi)赖进口(kou)），锂离(li)子(zi)电(dian)池难以(yi)同(tong)时支撑电(dian)动汽车和电(dian)网(wang)储能两大产业的发展。
相比锂资源，钠资源储量丰富，地壳中钠资源储量占比2.74%，大约是锂储量的420倍。此外，还可以(yi)通过海水制备钠盐。中国作为全球钠资源储量最丰富的国家之一(yi)，发展钠电(dian)可以(yi)有(you)效缓解国内(nei)锂资源的供需不平衡。
锂和钠在元素周期表中同(tong)属第一(yi)主族元素，具有(you)相似的物理和化学性质(zhi)。钠离(li)子(zi)电(dian)池的结构及工作原理与锂离(li)子(zi)电(dian)池基本(ben)相同(tong)，同(tong)属于“摇椅式电(dian)池”。钠离(li)子(zi)电(dian)池的构成主要(yao)包括正极、负极、隔膜(mo)、电(dian)解液和集流体。充电(dian)时，Na+从正极脱出，经电(dian)解液穿过隔膜(mo)嵌(qian)入负极，使正极处于高电(dian)势(shi)的贫钠态，负极处于低电(dian)势(shi)的富钠态。放电(dian)过程与之相反，Na+从负极脱出，经由电(dian)解液穿过隔膜(mo)嵌(qian)入正极材料中，使正极恢复到富钠态。
资料来源：室温钠离(li)子(zi)电(dian)池材料及器件研究进展
和锂离(li)子(zi)电(dian)池类似，按照制造工艺，钠离(li)子(zi)电(dian)池主要(yao)分为圆柱(zhu)、软包、方形、刀(dao)片形电(dian)池几大类。其主要(yao)差别主要(yao)体现在电(dian)池的内(nei)部装配结构及封(feng)装形式上。根据钠离(li)子(zi)电(dian)池的技(ji)术(shu)特点，钠离(li)子(zi)电(dian)池将首先从各类低速电(dian)动车应用切入市场，并随着产业的进一(yi)步发展，逐步切入到各类储能应用场景，如(ru)可再(zai)生(sheng)能源的存(cun)储、数据中心、5G通信基站、家庭和电(dian)网(wang)规(gui)模储能等(deng)领(ling)域(yu)。
早(zao)在20世纪70年代末，钠离(li)子(zi)电(dian)池与锂离(li)子(zi)电(dian)池几乎同(tong)时开(kai)展研究，但是受当时研究广(guang)泛的石墨负极材料储钠能力的限制，钠离(li)子(zi)电(dian)池的研究一(yi)度处于缓慢和停滞状态。直到2000年加拿大的Dahn等(deng)发现高容量的硬(ying)碳可作为储钠负极材料，钠离(li)子(zi)电(dian)池重回研究者(zhe)的视(shi)线，但当时产业界的关注重点集中于锂离(li)子(zi)电(dian)池。
2010年以(yi)来，由于锂资源供给的稀缺态势(shi)日益凸显，钠离(li)子(zi)电(dian)池受到了国内(nei)外学术(shu)界和产业界的广(guang)泛关注，其相关研究更是迎来了爆发式增长。目前，钠离(li)子(zi)电(dian)池已逐步开(kai)始了从实验室走向实用化应用的阶(jie)段，国内(nei)外已有(you)多家企业，包括英国FARADION公司(si)，美国NatronEnergy公司(si)，法国Tiamat，日本(ben)岸田化学、丰田、松下、三菱(ling)化学，以(yi)及我(wo)国的中科海钠、宁德时代、钠创新能源等(deng)公司(si)，正在进行钠离(li)子(zi)电(dian)池产业化的相关布局，并取得了重要(yao)进展。
当前处于什么阶(jie)段？
钠离(li)子(zi)电(dian)池产业化处于起步阶(jie)段，后续成本(ben)有(you)望降至铅酸电(dian)池水平。
产业化初期，钠离(li)子(zi)电(dian)池在低速电(dian)动车和储能领(ling)域(yu)取得部分示范应用，通过材料和电(dian)池技(ji)术(shu)进一(yi)步优化制备工艺，并随着产业链的逐步完善，钠离(li)子(zi)电(dian)池的总成本(ben)逐步下降至0.5-0.7元/Wh。
在发展期，随着低速电(dian)动车行业的规(gui)范化和标准化，钠离(li)子(zi)电(dian)池规(gui)模化效应逐渐(jian)显现，产品技(ji)术(shu)趋(qu)于成熟，总成本(ben)降至0.3~0.5元/Wh。通过新技(ji)术(shu)的使用和应用领(ling)域(yu)的拓宽，钠离(li)子(zi)电(dian)池的性价比优势(shi)更加凸显，相关产业爆发式增长，总成本(ben)有(you)望降至0.3元/Wh以(yi)下。
目前主流的12V10Ah铅酸电(dian)池成本(ben)约为0.4元/Wh，由于铅酸电(dian)池经过长期的发展，成本(ben)下降空间极其有(you)限。经综(zong)合(he)折算，钠离(li)子(zi)电(dian)池单位比能量下的成本(ben)未来将接(jie)近铅酸电(dian)池的水平，甚至会更低。
钠离(li)子(zi)电(dian)池主要(yao)生(sheng)产制备技(ji)术(shu)已基本(ben)成熟，处于量产的前夜。和锂离(li)子(zi)电(dian)池相似，制备钠离(li)子(zi)电(dian)池的原材料主要(yao)包括四大主材（正极材料、负极材料、电(dian)解液和隔膜(mo)）和关键辅材（极耳、集流体、粘结剂、导(dao)电(dian)剂、外壳组件等(deng)）。
正极材料方面，目前投(tou)入研究比较多的包括层(ceng)状氧化物、聚阴离(li)子(zi)型、普鲁(lu)士蓝（白）等(deng)，其中层(ceng)状氧化物正极材料的理论能量密度最高，有(you)望率先商用；负极材料方面，现阶(jie)段技(ji)术(shu)路线以(yi)硬(ying)碳为主，软碳为辅；电(dian)解液方面，以(yi)六氟(fu)磷酸钠电(dian)解质(zhi)为主；集流体方面，低成本(ben)铝(lu)箔替(ti)代铜箔正在不断推进中；隔膜(mo)材料可沿用锂电(dian)池隔膜(mo)体系。
资料来源：钠离(li)子(zi)电(dian)池科学与技(ji)术(shu)
应用市场如(ru)何？
随着产业化的发展，将钠离(li)子(zi)电(dian)池率先替(ti)代铅酸电(dian)池的市场份(fen)额，实现低速电(dian)动车和储能领(ling)域(yu)的无铅化，并有(you)望在户用储能、工商业储能等(deng)对成本(ben)敏感、对安全性要(yao)求高的场合(he)成为锂电(dian)池体系的重要(yao)补充。
铅酸电(dian)池作为一(yi)种成熟的电(dian)池技(ji)术(shu)，经过长期的发展其能量密度、使用寿命等(deng)各方面提升空间已非常有(you)限，而且由于铅酸电(dian)池中含有(you)重金属铅，近年来面临着严格的环保压力。相比于铅酸电(dian)池，近年来部分厂商发布的钠离(li)子(zi)电(dian)池最高能量密度已接(jie)近锂电(dian)池水平，以(yi)宁德时代为例，2021年发布的第一(yi)代钠离(li)子(zi)电(dian)池的能量密度达到160Wh。
安全性方面，钠离(li)子(zi)电(dian)池内(nei)阻高，短路时发热量小于锂电(dian)池，也不会出现锂支晶等(deng)问题，安全性方面显著高于锂离(li)子(zi)电(dian)池，孚能科技(ji)钠电(dian)电(dian)芯已通过针刺测试，以(yi)及过充、过放、挤压、泡水等(deng)多项测试，电(dian)池包亦达到了NOTP（热失控不扩散）标准。
与锂离(li)子(zi)电(dian)池相比，钠离(li)子(zi)电(dian)池的能量密度和循环寿命低于锂离(li)子(zi)电(dian)池，但是低温性能和耐过放电(dian)方面要(yao)优于锂离(li)子(zi)电(dian)池，-20℃放电(dian)容量保持率可以(yi)达到91%以(yi)上，可有(you)效解决新能源汽车低温环境续航里程缩水的问题。与铅酸电(dian)池相比，钠离(li)子(zi)电(dian)池的能量密度、工作电(dian)压、循环寿命、安全性和环境友好性各方面要(yao)显著高于铅酸电(dian)池。
同(tong)时，钠电(dian)在户用储能、工商业储能等(deng)对成本(ben)敏感、安全性要(yao)求高的应用场景也有(you)望实现突破。
2023年3月，广(guang)东省印发《广(guang)东省推动新型储能产业高质(zhi)量发展的指导(dao)意见》，在加大新型储能关键技(ji)术(shu)和装备研发力度部分明确(que)指出，攻关钠离(li)子(zi)电(dian)池技(ji)术(shu)。目前，比亚迪150Ah刀(dao)片钠电(dian)芯已经通过中试，可进行规(gui)模化的生(sheng)产，20MWh的钠电(dian)魔方储能系统(tong)在公司(si)南宁工业园正在试用。
据研究机构EVTank预测，2023年年底，全行业将形成13.5GWh的钠离(li)子(zi)电(dian)池专用量产线产能；到2030年，钠离(li)子(zi)电(dian)池的实际出货量或将达347GWh。照此推算，2024年至2030年期间，钠电(dian)池出货量复合(he)增长将达到58.1%。
相关企业有(you)哪些？
在产业化初期，需要(yao)重点关注两个方面的最新进展。一(yi)是技(ji)术(shu)迭代带来的电(dian)池性能的提升，其中最重要(yao)的是能量密度和循环寿命的提升。二是规(gui)模化生(sheng)产后带来电(dian)池成本(ben)的下降，其中包括电(dian)芯的物料成本(ben)和制造成本(ben)。
电(dian)芯制造环节中有(you)两类企业具备较高关注价值(zhi)，一(yi)类是参与拓展布局钠离(li)子(zi)电(dian)池的锂电(dian)池龙头企业，如(ru)宁德时代、鹏辉能源等(deng)，这类企业在布局和锂电(dian)池相近的钠离(li)子(zi)电(dian)池方面有(you)望延(yan)续优势(shi)。
另一(yi)类是从“0”到“1”布局钠离(li)子(zi)电(dian)池，但布局时间较早(zao)并且和一(yi)些科研院(yuan)所合(he)作，拥有(you)技(ji)术(shu)优势(shi)的创新型企业，如(ru)2017年成立(li)，依(yi)托中科院(yuan)物理所的技(ji)术(shu)支撑，是国内(nei)首家钠离(li)子(zi)电(dian)池企业的中科海钠，华阳(yang)股份(fen)持股该公司(si)；创始团队来自上海交通大学的钠创新能源则与维科技(ji)术(shu)合(he)作；以(yi)及2022年起全面转型钠离(li)子(zi)电(dian)池的笔记本(ben)电(dian)脑输入设备龙头传艺科技(ji)。
同(tong)时，上游材料环节也具备较大确(que)定性，其中布局硬(ying)碳负极材料的碳材料龙头企业有(you)望率先受益，其中元力股份(fen)是木质(zhi)活性炭领(ling)军企业，由于钠电(dian)与活性炭生(sheng)产，前端(duan)的炭化端(duan)工艺接(jie)近，是后端(duan)工艺有(you)一(yi)定差别，凭借技(ji)术(shu)相通性，公司(si)布局硬(ying)碳+硅碳，其中硬(ying)碳负极正稳步开(kai)发中，后续规(gui)划5万吨产能。同(tong)时多孔结构的硅碳新型技(ji)术(shu)路线有(you)望带动行业放量，公司(si)也有(you)望受益。
圣泉集团在黑龙江大庆和山东济(ji)南分别规(gui)划 8 万吨和 10 万吨硬(ying)碳负极项目，其中黑龙江硬(ying)碳负极一(yi)期 1 万吨产能在建。
另外，由于钠离(li)子(zi)电(dian)池采用铝(lu)箔作为集流体，像鼎胜(sheng)新材、东阳(yang)光、万顺新材、南山铝(lu)业拥有(you)电(dian)池级铝(lu)箔生(sheng)产技(ji)术(shu)的铝(lu)制品企业也有(you)望充分收益。