钠离子电池-零帕网

钠离子电池与锂离子电池相同，属于二次电池。钠离子电池使用钠离子（Na+）作为电荷载体，在电极之间发生可逆的嵌入和脱出，从而实现化学能与电能之间的转换。钠离子电池主要由正极、负极、隔膜、集流体、电解液等构成，按照其组成材料是否直接参与电化学反应，又可以分为活性材料与非活性材料，其中活性材料包括正极材料、负极材料、电解质材料，非活性材料包括隔膜、集流体、导电剂、粘结剂等。钠与锂处于同一主族，具有相似物理化学性质。地壳中含有 2.27%的钠，钠成为地球上第七大最丰富的元素和第五大最丰富的金属，仅次于铝

◆ 钠离子电池是储能的重要补充，市场空间广阔电化学储能发展迅猛，我们预计2025年全球新增电化学储能装机量达到249.5GWh，2021-2025年CAGR为80%。据中科海纳官网，相比锂电池，产业化的钠离子电池原材料具有成本优势，且在安全性能、高低温性能和倍率性能上表现更为优异，我们预计在碳酸锂价格高位下钠离子电池将迎来快速发展期，有望成为储能的重要补充。假设2025年全球电化学储能中钠离子电池渗透率为10%，我们测算钠离子电池储能需求达到约25.0GWh，以平均价格0.72元/Wh计算，合市

无定形碳将取代传统石墨适配钠离子电池负极。传统的石墨在钠离子电池中由于层间距太小以及无法与石墨形成热稳定的插层化合物而使应用受到相当大的限制。无定形碳包含硬碳和软碳：软碳的低有序度更有利于储钠，也拥有更便宜的前驱体成本；硬碳的复杂分子水平结构造就了其多种类型的储钠活性位点，优化改性后能超过锂电石墨的理论比容量。硬碳 VS 石墨：更高比容量潜力。硬碳普遍比容量可以达到 300-350mAh/g，优化改性后可以达到 400mAh/g，将超过锂电石墨的理论比容量（372mAh/g）。硬碳具有更多的无序

宁德时代加码布局，钠电有望加速发展。2021 年 7 月，宁德时代公布第一代钠 离子电池，后致力于推进钠离子电池在 2023 年形成基本产业链，钠电产业化有望加速落地。钠元素在全球分布的丰度和均度较高，对我国打破锂元素价格垄断有一定的战略意义。随着技术的突破和钠离子产业链的完善，降本后的钠离子电池会对传统铅酸电池和锂离子电池起到替代、补充作用。钠离子电池由于循环寿命和能量密度仍然存在一定缺陷，因此更加适用于对能量密度要求不高，但对成本变化非常敏感的行业，因此可以广泛应用于储能、低速电动车等领域。

◼ 钠离子电池具备替代锂离子电池的条件：工作原理与锂电池相同，性能指标与铁锂电池存在重叠区，上游矿源丰富易得，产线重置成本低；钠电池产业化发展的突破口，是钠电专用正负极材料的开发，电池层级的重点是钠电专用电池管理系统的开发，数据库的完善和行业标准的制订。◼ 正极材料的开发，重点关注层状金属氧化物和聚阴离子聚合物类。层状金属氧化物生产结构和生产工艺与三元锂相似，能量密度相对较高，但其循环稳定性逊色于具有稳定三维结构的聚阴离子聚合物类材料。聚阴离子型的问题是能量密度相对较低，可拓宽其在长循环储能领域

全球碳酸锂储量分布不均，我国储量仅占 6%，而南美三国占比达 58%，若联手掌握定价权，或存在一定的垄断控价可能，不利于全球新能源发展，相比之下钠元素的地壳含量达 2.3%是锂元素的近千倍，不需要担心资源供应瓶颈，钠电池是实现能源材料自主可控的关键。

钠电产业化在即，负极材料成为行业发展关键。目前储能行业高景气需求激增，但是锂资源开发较慢、储量不足导致其价格上升，在未来锂资源供需紧平衡的情况下，钠电池产业化进程有望迎来加速发展。而钠离子电池的正负极材料决定其电池性能，其中负极材料国内企业布局较少，同时相对价格更高，例如国内无定形碳材料的成本约为8-20万元/吨，行业壁垒较高。目前钠电负极材料主要以碳基材料(软碳/硬碳等)、合金类材料、过渡金属化合物和有机化合物为主，其中无定形碳工艺较为成熟。目前无定形碳负极市场主要以硬碳为主，软碳产品产业布局

钠离子电池量产成本比锂离子电池低 35%左右，与锂电池形成补充。钠离子电池上游资源储量丰富廉价，中游材料成本低廉，制造环节与锂离子电池相通，钠离子电池规模量产化低成本（0.3 元/Wh 以下）成为锂电池的有效补充。同时，钠离子电池稳定性高，低温性能好，而且能量密度、循环次数远超铅酸，因此钠离子电池在两轮车、储能等领域有较大的市场空间。钠离子电池属新的技术形式，正极、负极、电解液、集流体四个环节不同于锂电。正极材料：钠离子电池主要有层状金属氧化物、普鲁士蓝和聚阴离子类化合物，层状金属氧化物发展较为

硬碳目前为钠电池主流负极材料路线，同时也为当下钠电池产业规模化的主要制约因素。硬碳材料具有结构多样、价格低廉、导电性良好、储钠容量高、嵌钠后体积形变小、环境友好和低氧化还原电位等优点，为当下钠电池主流负极材料路线。但受制于硬碳负极国内产能有限的问题，产品依赖于进口，同时工制备路线多样，工艺路线尚未确定，成为短期制约钠电池行业规模化的主要因素。硬碳前驱体技术路线多样，生物质基为当下主流路线。目前常用的硬碳前驱体主要是生物基，如毛竹、椰壳、淀粉、核桃壳等，同时也可以使用、无烟煤、沥青、酚醛树脂等化工

◆ 产业化的钠离子电池原材料具备明显成本优势，两轮车+储能+A00级车市场空间广阔据中科海纳官网，相比锂电池，产业化的钠离子电池原材料具有成本优势。此外，钠离子电池在安全性能、高低温性能和倍率性能上表现更为优异，我们预计在碳酸锂价格高位下迎来快速发展期。我们预计钠离子电池将率先取代铅酸电池进军低速二轮车，后切入储能和A00级车，部分替代磷酸铁锂电池。假设2025年全球电化学储能中钠离子电池渗透率为10%，电动两轮车钠离子电池渗透率为25%，A00级电动车钠离子电池渗透率为20%，我们测算2025

钠电潜在需求较大，可率先切入低速电动车、通信备电储能赛道，中长期可应用于动力电池+大储。（1）短期来看，低速四轮车、通信备电储能等电池门槛较低的领域有望率先应用钠电，我们预计产业化落地的节点在2023年Q2，规模放量的时间点在2023年H2，2023年钠电池的出货规模有望在5-10GWh。（2）中长期看，钠电池产业发展的核心在于应用领域的持续开拓，我们预计基于目前成熟的层状氧化物正极体系，钠电有望于2024年H1在低端乘用车上放量。但基于层状氧化物体系在循环寿命上有一定的局限，往大储领域开拓需要

钠电池技术基于锂电池，综合性能优异。钠电池是一种新型二次电池，其组成结构、工作原理以及生产工艺均与锂电池类似。相较于锂电池，钠电池具备较高的安全性、优异的低温性能以及显著的成本优势。在安全性方面，钠电池在过充、过放、短路、针刺、挤压等测试中均不会发生起火与爆炸。在低温性能方面，钠电池在-20℃下容量保持率大于88%。在成本方面，钠电池单位能量原料成本为 0.29 元/Wh，其材料成本相较于锂电池下降了 30%-40%。目前钠电池正极材料中层状氧化物较为成熟，负极以无定形碳为主。正极材料方面，钠电