此前也有傳言稱，比亞迪全固態(tài)鋰電池在重慶生產(chǎn)即將裝車試驗。

隨后，比亞迪官方回應(yīng)——“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。”

雖已辟謠，但這一消息再次將鈉離子電池這一概念引發(fā)資本市場關(guān)注。

除了弗迪電池，包括寧德時代、億緯鋰能、欣旺達等多家頭部動力電池企業(yè)均已布局鈉離子電池業(yè)務(wù)。

有說法認為，2023年或?qū)⒊蔀殁c離子電池量產(chǎn)元年。

納離子電池能接續(xù)鋰電池開啟自己的時代嗎？

01

鈉離子電池受到青睞

鈉離子電池和鋰離子電池研究均起始于20世紀70年代，但因為鈉的質(zhì)量和體積較大，鋰離子電池的能量密度更優(yōu)，所以在兩者價格相差不大的情況下，人們更傾向于使用鋰電池。

直到2010年后，鈉離子電池的研發(fā)取得進展，國內(nèi)外鈉離子電池的商業(yè)化進程開始提速，相關(guān)創(chuàng)業(yè)公司涌現(xiàn)，2017年國內(nèi)第一家鈉離子電池創(chuàng)業(yè)企業(yè)中科海鈉注冊成立。

而近期鈉離子電池重新興起，很大一部分原因是鋰電池原材料價格的飆升。SMM最新報價顯示，今日電池級碳酸鋰價格為55.8~57.5萬元/噸，均價56.65萬元/噸。而去年1月初其價格僅為6.2萬-6.7萬元/噸左右。

此外，全球鋰資源儲量相對少且分布不均，美國地質(zhì)勘探局調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全球超過一半（約53%）的可開發(fā)鋰資源儲量集中在南美洲，中國作為動力電池制造大國只占14%。

相反，鈉資源的儲量豐富，是鋰元素的一千多倍，且資源分布平均，在地殼和海洋中即可獲得。

在原材料價格和資源儲備的雙重作用下，鈉離子電池也自然成為未來電池又一發(fā)展方向。

但目前來看，鈉離子電池還處在產(chǎn)業(yè)化起步階段。

而且，由于目前鈉離子電池還不具備規(guī)模效應(yīng)，因而相較于鋰離子電池，也還不存在所謂的“性價比”，且還需要依靠國家出臺的補貼政策。但實現(xiàn)規(guī)模化后，其成本將明顯低于鋰離子電池。

02

鈉離子電池構(gòu)造

構(gòu)造上，鈉離子電池與鋰離子電池基本一致，均由正極、負極、電解液、隔膜等組成。鈉離子電池的正極材料有層狀過渡金屬氧化物、普魯士藍（白）類化合物、聚陰離子化合物三種主流技術(shù)路線，負極材料則以硬碳和軟碳為主。

層狀氧化物能量密度三者最高，制備工藝成熟，可逆比容量高，有望率先產(chǎn)業(yè)化，缺點在于穩(wěn)定性較低，國內(nèi)目前采用該材料的主要是中科海鈉。

普魯士藍電化學性能好，成本優(yōu)勢明顯，但技術(shù)門檻較高，目前寧德時代采用的是該路線，計劃23年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

聚陰離子化合物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定但比容量較低、導電性偏低，較難大規(guī)模生產(chǎn)，國內(nèi)尚無頭部企業(yè)布局該路線。

目前暫時還沒有明確的技術(shù)路線。

負極材料方面，無定形碳更有利于鈉離子的嵌入脫出，是鈉離子電池的首選負極材料。無定形碳按照石墨化難易程度可劃分為軟碳和硬碳，軟碳成本更低，硬碳具有較高的儲鈉容量，但成本較高。

其他方面，鈉離子電池電解液的溶劑和鋰離子電池相似，溶質(zhì)為六氟磷酸鈉，隔膜則基本沿用鋰離子電池隔膜，正負極集流體則都可以使用鋁箔。

此外，鈉離子電池生產(chǎn)工藝路線與鋰離子電池相似，設(shè)備具有一定兼容性。但是前段改造的成本隨技術(shù)方案不同變化較大，同樣外形下中后段影響較小。鈉離子電池相對來說，體積更大，如果外形不同，產(chǎn)線可能無法兼容。

03

鈉離子電池特征

相較于鋰離子電池，鈉離子電池具有成本低、高低溫性能優(yōu)異、安全性高、具備快充能力等優(yōu)點，主要缺點則是能量密度低。目前主流鈉離子電池廠商開發(fā)的一代產(chǎn)品能量密度區(qū)間為100-160Wh/kg，和磷酸鐵鋰的能量密度區(qū)間存在部分重合。

其性能決定了鈉離子電池在儲能領(lǐng)域更具競爭力，另外在兩輪車以及低速電動車領(lǐng)域也有一定市場。

首先，從成本來看，相比較鋰電池而言，鈉離子電池所需的鈉資源廣泛，價格低廉穩(wěn)定。

據(jù)中科海鈉數(shù)據(jù)顯示，鈉離子電池銅基正極成本相比磷酸鐵鋰正極可降低近60%。同時，由于鈉與鋁不易發(fā)生合金化反應(yīng)，鈉離子電池集流體全部可使用鋁箔代替銅箔，成本降低近70%。

根據(jù)綜合測算，鈉離子電池成本相比性能接近的磷酸鐵鋰電池可降低約30%-40%。

▲數(shù)據(jù)來源：中科海鈉官網(wǎng)

不過，由于目前鈉離子電池制造工藝尚未完全成熟，制造規(guī)模較小，其制造成本約為1 元/Wh，與三元鋰電池相當。但在規(guī)模效應(yīng)的加持下，鈉離子電池成本有望進一步壓縮至0.2~0.3元/Wh。

在安全性方面，由于鈉離子電池的電阻比鋰離子電池高，當發(fā)生短路等現(xiàn)象時，鈉離子電池的安全性能也相對更高。而且，鈉離子電池的電解液也被證明比鋰離子電池更穩(wěn)定，在儲存、運輸方面比鋰電池更方便。

在能量密度上，寧德時代去年7月份發(fā)布的第一代鈉離子電池能量密度達160Wh/kg，為目前全球最高水平。常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上。

寧德時代表示第一代鈉離子電池的能量密度略低于目前的磷酸鐵鋰電池，但在低溫性能和快充方面具有明顯的優(yōu)勢，特別是在高寒地區(qū)，在-20°C低溫環(huán)境中，鈉離子電池也具有90%以上的放電保持率。

在乘用車應(yīng)用方面，寧德時代認為鈉離子電池普遍可以滿足續(xù)航400公里以下的車型需求。同時，寧德時代計劃將下一代鈉離子電池能量密度提高至200Wh/kg。

至于鈉離子電池能否替代鋰離子電池，由于二者在能量密度上的差距明顯，鈉離子電池不會完全取代鋰離子電池，但鈉離子電池的發(fā)展也會倒逼鋰離子電池持續(xù)降本增效。

此外，寧德時代也計劃通過AB電池系統(tǒng)集成技術(shù)，實現(xiàn)鈉鋰混搭，優(yōu)勢互補，提高電池系統(tǒng)的能量密度，使鈉離子電池應(yīng)用有望擴展到500公里續(xù)航車型。

04

目前發(fā)展情況

總體來說，目前國內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，多家電池企業(yè)正在研發(fā)鈉離子電池，其相關(guān)的上游材料配套也在逐步建設(shè)，同時技術(shù)路線還存在一定的不確定性。

目前，國內(nèi)布局鈉離子電池業(yè)務(wù)的企業(yè)大致可以分為兩大類。一類是以寧德時代、欣旺達和億緯鋰能等為代表的鋰電巨頭企業(yè)，另一類則是以中科海鈉、眾鈉能源等為代表專注于鈉離子電池領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)。

對于鋰電池一線廠商而言，發(fā)展鈉離子電池業(yè)務(wù)主要是出于搶占新興市場先機的考量。而鈉離子電池初創(chuàng)企業(yè)則主要背靠國家研究院、高�？蒲袌F隊，業(yè)務(wù)方向更加聚焦，且產(chǎn)品進程相較于鋰電池廠商沒有明顯的落后。

從發(fā)展進度來看，目前中科海鈉已經(jīng)擁有自己的量產(chǎn)線。而據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計，明年應(yīng)該會有比較多的中試線。從實驗線到中試線到量產(chǎn)線，就是逐步把電芯的性能指標穩(wěn)定下來的過程。

不過目前鈉離子電池材料形式多，還未形成統(tǒng)一的發(fā)展趨勢，仍處于由國家推動的階段，其自身的成本和售價還不足以取得優(yōu)勢，需要靠一定的補貼。

但一方面由于鈉離子電池的后發(fā)優(yōu)勢，另外一方面是它可以兼容整個鋰離子電池的生產(chǎn)工藝，鈉離子電池未來商業(yè)化的進程，一定會比鋰離子電池要快很多但是商業(yè)化至少也需要2-3年的時間。

在具體企業(yè)方面，寧德時代去年7月份發(fā)布的第一代鈉離子電池能量密度達160Wh/kg，為目前全球最高水平。常溫下充電15分鐘，電量可達80%以上。第一代鈉離子電池的能量密度略低于目前的磷酸鐵鋰電池，但在低溫性能和快充方面具有明顯的優(yōu)勢，特別是在高寒地區(qū)，在-20°C低溫環(huán)境中，鈉離子電池也具有90%以上的放電保持率。

欣旺達電子股份有限公司創(chuàng)立于1997年，是鋰離子電池領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，目前擁有鈉離子電池補鈉的方法、鈉離子電池及其制備方法等多項專利，與南開大學合作設(shè)立院士工作站，共同研究新型鈉離子電池等關(guān)鍵材料及技術(shù)。目前暫未量產(chǎn)鈉離子電池。

中科海鈉科技有限責任公司成立于2017年2月，技術(shù)來自中科院物理所成果轉(zhuǎn)化，在關(guān)鍵材料方面已獲國內(nèi)外專利近三十個，處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。今年4月，公司獲得A＋輪融資，華為此輪入股成為中科海鈉第三大股東。其鈉離子電池的能量密度目前已達到145 Wh/kg，循環(huán)壽命達4500次以上，工作溫度為-40℃-80℃，具備快充能力，160Wh/kg以下為目標應(yīng)用場景。

目前中科海鈉在建兩條規(guī)模量產(chǎn)線，第一條與三峽能源、三峽資本和安徽省阜陽市政府合作，規(guī)劃鈉離子電池產(chǎn)能5GWh，第一期規(guī)模為1GWh已于今年7月落成；第二條產(chǎn)線與華陽股份合作，規(guī)劃1GWh鈉離子電池pack產(chǎn)能計劃今年投產(chǎn)。

江蘇眾鈉能源科技有限公司成立于2021年1月，由蘇州大學、南京大學、廈門大學、福州大學、浙江大學及中科院納米所等高校的聯(lián)席科學家團隊組建，今年3月獲由碧桂園創(chuàng)投獨家領(lǐng)投的新一輪融資。

眾鈉能源的核心專利技術(shù)為高性能正極材料制備方法，正極為聚陰離子型鐵基材料與碳基復合材料，負極為商業(yè)化硬碳，產(chǎn)品為硫酸鐵鈉電池，應(yīng)用場景包括大規(guī)模儲能、低速電動工具等領(lǐng)域。

眾鈉能源現(xiàn)處于中試驗證階段，已與多家下游客戶達成戰(zhàn)略合作，第一代量產(chǎn)產(chǎn)品將于年內(nèi)啟動交付，計劃在2023年進入量產(chǎn)階段，2023年電芯產(chǎn)能規(guī)劃達GWh級。

電動汽車的高速發(fā)展，正催熟納離子電池產(chǎn)業(yè)，雖然業(yè)內(nèi)不認為鈉離子電池會完全取代鋰離子電池，但隨著汽車產(chǎn)業(yè)的全面電動化，不同的出行工具對電池性能的要求不同，納離子電池的商業(yè)化應(yīng)用具有巨大的想像空間。

而納離子電池一旦量產(chǎn)商業(yè)化，動力電池對電動汽車成本的制約會進一步減弱，相信電動汽車的售價將有進一步下探的空間。