2月23日，2023年“电动中国”系列论坛——“第二届全国钠电池研讨会”及“天目湖先进电池产业创新论坛暨固态电池研讨会”在溧阳市举行，来自全国各地的上千名新能源领域专家学者、企业家、基金投资人济济一堂，共同探讨新型储能技术的现状、发展趋势及产业化进展。
武汉格瑞斯新能源有限公司是2016年开始进行材料相关研发设备和锂电池实验设备的开发，经过多年的积累武汉格瑞斯现已成为新能源和新材料基础研究、小试与中试、整体解决方案规划者和提供者，武汉格瑞斯助力钠电，推动钠离子电池发展。
 
最近，电池级碳酸锂的价格一路飞涨。在一年多的时间里，从4万元/吨涨到了接近50万元/吨，翻了十多倍。在全球能源结构转型的大背景下，新能源汽车和储能应用持续超预期发展，锂资源的重要性不言而喻。
 
 


然而，锂元素的地壳丰度仅为0.006%，且大多数集中在南美洲。另外，全球大多数的锂资源丰度太低，目前来看没有开采的经济价值。人们不禁担忧，如果锂资源用完了怎么办？在这样背景下，钠离子电池走进了公众的视野。

钠与锂处周期表同族，有很多类似的性质，由于钠的原子质量和半径远大于锂，故而钠离子电池的能量密度难以望其项背。但钠元素的自然界丰度是锂的一千多倍，成本上绝对有优势。

锂元素是最轻的金属，锂电池可能是理论上最轻便的电池，钠离子电池虽完全不能相比，但也有自己的用途。正如《孤勇者》所说，“谁说站在光里的才算英雄”，今天，我们也聊聊并不完美的钠离子电池。

一、钠离子电池，陪跑50年终获重视

通过复盘历史，我们往往可以发现，一个行业的发展，往往是从“不计成本”开始，到“降本增效”，再到“斤斤计较”。钠离子电池的发展也是如此。

上世纪70年代，钠离子电池（钠硫电池）和锂电池几乎同时问世。然而，在之后的50年时间里，锂电池展现出了自身优异的性能，赢得了绝大多数研究者和生产企业的青睐，得到了迅速的发展。由于锂电池过于成功，钠离子电池一直默默陪跑，直到近10年来，锂电池越来越贵，钠离子电池才重获重视。

长期来看，钠离子电池拥有同磷酸铁锂比肩的潜力，叠加其低成本优势，有望在能量密度要求不高的低速电动车和储能领域占据一席之地。从成本角度考量，一方面，钠离子电池中不需使用昂贵的过渡金属；另一方面，钠离子电池中正负极集流体均可采用廉价的铝箔，替代了原先锂离子 电池中较贵的铜制负极集流体；另外，钠离子电池电解质中溶质用量可大大减少。根据中科海纳官网，钠离子电池的成本有望比锂电池成本降低30%以上。




二、一个去汽车，一个去储能，他们都有光明的未来

钠离子电池和锂电池并非冤家对头，反而有着非常好的互补关系。就锂电池而言，除了前文提到了锂资源不足的“紧箍咒”以外，还存在着很多在技术上难以完全解决的问题：
· 从性能看，三元正极电池能量密度高，但循环寿命较差；
· 磷酸铁锂正极电池循环寿命高，但能量密度较低；
· 锰酸锂正极电池工作电压高，但能量密度和循环寿命都较差。
· 锂离子电池。特别是磷酸铁锂电池在低温下易发生严重的容量衰减，且容易在极端环境下失效，需要一套温度控制系统。

而目前，现有钠离子电池体系的能量密度已逼近磷酸铁锂，循环寿命也在逐渐提升当中。其次，从安全性看，由于钠离子电池的热失控起始温度略高于锂离子电池，因此电芯层面的安全性有较大的提升。


基于其性能上的差异，锂离子电池和钠离子有望形成错位竞争。错位为主，竞争为辅。锂离子电池主要用于电动车、消费3C等对成本相对不太敏感、但对能量密度非常敏感的领域；钠离子电池有望在对能量密度要求不高、成本敏感性较强、对体积不太敏感的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车领域实现替代和应用，未来还存在着“锂钠混搭”的可能性。


 

三、一根藤上的两个瓜，产业链复用率高

全球钠离子电池研究的热潮起始于2010年，我国的钠离子电池研究和产业化处于领先地位，国内钠离子电池企业可分为两类：
· 科研院所自研技术转化创建的初创企业，以中科海钠为代表；
· 锂离子电池成熟企业，切入钠离子电池赛道参与竞争，以宁德时代（300750）为代表。

钠离子电池组成与锂离子电池类似，主要由正极、负极、电解液、隔膜几大部分组成。虽然钠离子电池的技术路径尚不完全统一，但整体来看，其产业链和锂电池的产业链还是大同小异。

研究表明，钠离子电池的产业链复用率达80%。正负极材料方面，层状金属氧化物和聚阴离子化合物分别与三元电池和磷酸铁锂电池同体系，均有良好产业化转换基础，而普鲁士蓝类似物较为独特，缺少产业链的配套资源。另外，钠离子电池在集流体铝箔、电解液、隔膜、电池组装等产业链均可直接使用现有锂离子电池产业链。总而言之，虽然当前钠离子电池的产业成熟度还有待提升，但是钠离子电池一直站在巨人的肩膀之上，已经赢在了起跑线上。

四、纯碱铝箔有望提前“录取”

钠离子电池，当然离不开钠元素，纯碱（即碳酸钠）可能是其最主要的来源。当前纯碱价格仅3000元/吨，只相当于碳酸锂价格的1/150，具有很大的成本优势。根据平安证券的预测，到2025年，250GW/h的电池市场空间对应大约14-72万吨电池级碳酸钠新增需求（不同的正极材料体系对纯碱的需求不同），如果要是算上电解液，市场空间还会更大，有望占到纯碱总需求的3%-5%。

另外，目前锂电池的正负极的集流体分别是铝箔和铜箔。由于钠离子不会与铝形成合金，因此钠离子电池的正负极的集流体均可以使用成本更低的铝箔。钠离子电池集流体铝箔不同于一般铝箔，技术壁垒较高，但与锂电池基本相同，性能要求基本接近。根据平安证券的预测，到2025年，250GW/h的电池市场空间对应大约20万吨的电池铝箔，国内电池铝箔行业有望实现大跃进式的发展。