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宁德时代的困惑，钠离子电池是否有前景？

菜菜来了

2021-05-23 18:04:32

5月21日，宁德时代董事长曾毓群在公司股东大会上透露，将于今年7月份左右发布钠电池，由于系新推出，钠电池可能比锂电池贵（都是没矿惹的祸、宁德时代一直喜欢整合上下游，怎么会受制于别人）。钠离子电池是什么呢？

引用“锂电池之父” 陈立泉院士的话：“目前的电池是什么呢？目前的电池就是锂离子电池，大家都很熟悉的石墨负极，磷酸铁锂或者三元或者钴酸锂做正极，2021年碳酸锂的价格还在上涨，估计以后碳酸锂的价格还会涨”。同时锂离子电池存在着资源储量不足等隐患。虽然我国锂矿资源丰富，但开发难度大、成本高，供应能力较弱，所以我国也是全球锂资源第一进口国：80% 的锂资源供应依赖进口。另一方面，在全球范围内，锂矿分布也是区域高度集中。就储量而言，全球近 70％的储量都分布在南美洲的 “锂三角” 地区，包括智利、玻利维亚和阿根廷三国。彭博社新能源财经（Bloomberg New Energy Finance）的一项分析预测，未来对锂的需求会激增，到 2030 年将增加 1500 倍。再加上锂只在少数几个国家开采，这可能导致锂价格飙升。从长远考虑，急迫寻找锂电池的可替代品。

锂离子电池相比，钠离子电池具有的最大优势是钠盐原材料储量丰富。钠是地球上第四丰富的元素，地壳含量高（钠资源在地壳中的分布为 23600 ppm, 比锂资源（锂为 20 ppm）高 1000 倍），且钠资源分布均匀，海水中的钠也是天然的钠源宝库。另一个优势是成本低，包括可采用低浓度电解液（同样浓度电解液，钠盐电导率高于锂电解液）、铝集流体（钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体，双铝集流体不存在过放问题）等，且钠资源的开采费用仅为锂的百分之一。

钠离子电池跟锂离子电池工艺、技术各方面都差不多，它的负极也是碳，现在是用无烟煤，正极可以不含贵重金属，像钴、镍都不含，可以只含铜、铁和锰这些比较便宜的元素“。根据百人会上中科院陈立泉院士的介绍，以磷酸铁锂电池作为一个对比，铁锂电池每wh的原材料成本是3毛4，钠离子电池的原材料成本每瓦时是2毛6，比较便宜。而此时钠离子电池正极材料为铜铁锰氧化物，负极为煤，电解液为钠离子化合物等，其正极过度元素更多使用铜铁锰等较为便宜的元素，对成本下降贡献较大。

钠离子电池的缺点是钠元素分子量较高，锂是6.94，钠是23，分子半径锂是152pm，钠是281Pm；这意味着其质量能量密度以及体积能量密度弱于锂离子电池；钠离子电池的电压平台多在2.5V到4.2V之间，正极材料克容量多为70-130mah/g，低于铁锂正极140mah/g的水平，但高于铅酸电池；

倍率性能来看，陈院士团队所测算的钠离子电池5C/5C的充电速度容量是1C的90%，性能指标较好；1C的循环寿命是6000次，3C的循环寿命是3000次。

钠离子电池的优缺点都较为明显，体积能量密度及质量能量密度限制其应用于中高端乘用车领域，而相比铅酸电池及锰酸锂电池，其成本优异，而能量密度、循环寿命、高低温性能以及倍率性能均较好，我们认为该电化学体系是替代铅酸等低纬度电化学方案的路线。

我国是全球最大的铅酸电池生产国、消费国和出口大国。根据国家统计局数据，2020年我国铅酸电池产量为22740万千伏安时，同比增长10%，创历史新高；当前铅酸电池依旧是较多应用场景的主流技术，如电动两轮车，2020年中国电动两轮车新增销量3800万辆，对应近40Gwh，铅酸电池配套占比73%，外加存量电动两轮车电池更换，这块市场预计在60多Gwh。而低速微型电动车存量市场1000万辆，每年新增在200余万辆左右，对应电池需求20+Gwh，铅酸电池配套占比90%。另外如电动电动三轮车、储能电池等，铅酸电池依旧是当前时期中国电池应用的第一大市场。

2020年8月国家三部门联合出台了《关于加强电动自行车国家标准实施监督的意见》，提出将严格电动自行车生产管理、销售监管、登记使用管理，对于两轮车重量等提出严格要求，铅酸电池替代逻辑形成。而近两年国家各部委对配套铅酸电池四轮低速电动车发布多项政策新规，御捷等车企纷纷发布锂电版本，五菱宏光mini也逐步下沉该市场。政策的变化，技术的迭代，铅酸电池被替代的趋势已定。钠离子电池替代铅酸电池提升新的日程。

钠离子电池巨大的储能市场还包括光伏、风能等新能源接入储存系统。据了解，2018年我国弃光、弃风、弃水电量共计1022亿度。胡勇胜说：“储能是智能电网的重要环节，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。”“此外，钠离子电池凭借其诸多优势还有望在低速电动车、电动船、数据中心、通信基站、家庭/工业储能领域快速发展。

几个判断：重点、重点、重点

目前的电池本质就是氧化还原反应，原理不是很难。所以用不同的离子根本算不得什么创新。如果说未来某种技术会使钠电池有重大突破，只要还是当前定义下的氧化还原电池，那么该技术用于锂电池体系，极大概率会比钠电池好。

钠离子电池具备成本端的高性价比，但其他指标的短板意味着其具备向下替代的能力（铅酸市场、储能市场），但较难具备向上取代三元铁锂的性能。

1、【钠离子电池生产研发梳理】

中科海钠公司

2018年量产的钠离子电池能量密度已接近150Wh/kg, 循环寿命达4000次以上，高低温性能优异、安全性高、具备快充能力；并推出了全球首辆钠离子电池（72 V·80 Ah）驱动的低速电动车。2019年建立了世界首座30 kW/100 kWh钠离子电池储能电站，标志我国在钠离子电池的应用示范方面走在了世界前列。目前，我国在钠离子电池产品研发制造、标准制定以及市场推广应用等方面的工作正在全面展开，为钠离子电池在中国的商业化奠定坚实的基础。

南京理工大学夏晖教授团队

与中外团队合作，2018年首创结构设计和调控方法，在水钠锰矿结构的基础上成功制备出一种锰基正电极材料；它具有斜层状结构，层间距大，充放电过程无相变，体积变化仅为2%；正电极的比容量高达211.9mAh/ g ，在50℃下的比容量为156.0mAh/ g ， 10℃下循环1000 次后其比容量保持率高达94.6% ，对于钠离子电池具有较好的应用前景。本工作对钠离子电池层状正极材料的结构设计和调控提供了新的思路和策略。

上海交通大学马紫峰教授团队

设计出多功能钠离子电池电解质及其添加剂，有效抑制钠离子电池的胀气问题，使高倍率充放电条件下的循环稳定性得到了显著的提高。他们依托上海电化学能源器件工程技术研究中心，与中聚电池研究院合作，率先完成了三元正极材料规模化合成，并批量制作了软包型钠离子电池，完成了千瓦级钠离子电池储能系统样机。

辽宁星空钠电电池有限公司，已经建成世界上首个钠离子电池生产线，已经量产，自主知识产权，据说电池在循环充放电1000次后，比容量还能保持94.6%，产量供不应求。股权穿透没看到上市公司。

中国长城有下属公司也生产自主研发的钠离子电池。

欣旺达电子股份有限公司也在生产和研发钠离子电池、拥有储备钠离子电池补钠的方法及钠离子电池发明专利技术。

江苏迈科锂电有限公司，深圳比克电池有限公司等，正在组建钠离子电池生产线。

如果还有其他遗漏的信息，欢迎大家留言交流。

2、【钠产业链相关个股梳理】

中盐化工：公司是全球领先的金属钠生产厂家，规模最大，成本最低，技术和质量最好。20年全球金属钠产能约16.05万吨，公司金属钠产能6.5万吨，占全球产能的40.5%；全球氯酸钠产能约430万吨，其中国内产能95万吨，公司产能16万吨，占国内的25%。

南风化工：硫化碱（硫化钠）产能2万吨，完全达产。