在鋰離子電池主導(dǎo)電池世界30多年后，鈉離子電池開始登上歷史舞臺。

鈉離子電池具有原材料資源豐富、易制造、成本低、安全性高等優(yōu)勢，是繼鋰離子電池后又一個被業(yè)界普遍看好的電池技術(shù)，尤其是近兩年鋰價暴漲趨勢下，鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程被大大加速。

專注鈉離子電池研發(fā)的研究機(jī)構(gòu)、初創(chuàng)公司紛紛推進(jìn)鈉離子電池項目落地，與此同時，像寧德時代、億緯鋰能等鋰電巨頭也開始布局鈉離子電池業(yè)務(wù)。巨頭入局、多點開花，業(yè)界預(yù)計，明年或迎來鈉離子電池的規(guī)模產(chǎn)業(yè)化元年，但在能量密度、材料、成本方面，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

業(yè)界苦“鋰”久矣，鈉電池走上臺前

近年來，新能源汽車在全球的快速發(fā)展，推動著鋰電池需求猛增，也帶動了上游原材料價格的不斷上漲。作為鋰離子電池的主要材料，鋰價漲勢尤其迅猛，以電池級碳酸鋰為例，從2021年初的每噸5-6萬元，到2022年11月最高漲至近60萬元。

鋰電原材料價格暴漲，一方面是需求快速增長，另一方面，鋰的儲量有限，且分布極不均勻，我國所需要的鋰中80%依賴進(jìn)口。受疫情和外部環(huán)境影響，國內(nèi)鋰等原材料進(jìn)口受阻，導(dǎo)致其價格暴漲，也推漲了終端產(chǎn)品價格，企業(yè)利潤大幅降低，整車企業(yè)甚至電池企業(yè)為此都苦不堪言，業(yè)界苦“鋰”可謂久矣。

相比“貴”金屬鋰，同族的鈉要“平民化”得多，儲量豐富，資源多，成本自然就低得多。同時，相比鋰離子電池，鈉離子電池還具有安全性高、倍率性能好、低溫性能佳的突出優(yōu)勢。安全性高表現(xiàn)在鈉離子電池瞬間發(fā)熱更少、穩(wěn)定性更好，在短路、針刺、擠壓測試下，無起火、爆炸;倍率性能好的特性使得鈉離子電池能實現(xiàn)更快的充電速度;低溫性能佳使得鈉離子電池正常工作溫度范圍可達(dá)到-40℃-80℃，可以適應(yīng)嚴(yán)寒環(huán)境下的應(yīng)用。

在鋰資源短缺、價格大幅度上漲以及儲能需求旺盛的背景下，迫切需要新型高效的儲能技術(shù)與鋰離子電池形成互補(bǔ)，鈉離子電池適時走上臺前。目前，在全球各主要國家，鈉離子電池尚處于產(chǎn)業(yè)化的前期研發(fā)和生產(chǎn)階段。我國的鈉離子技術(shù)研發(fā)走在行業(yè)前列，已有多家鈉離子電池企業(yè)在推進(jìn)鈉離子電池制造項目落地。

2022年3月，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，提出推動多元化技術(shù)開發(fā)，研究開展鈉離子電池技術(shù)試點示范。7月，工信部正式下達(dá)首批鈉離子電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計劃，在相關(guān)政策的支持下，國內(nèi)鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程在緊鑼密鼓推進(jìn)中。

巨頭入局、多點開花，鈉電池大規(guī)模量產(chǎn)在即

面對鈉離子電池的廣闊市場前景，國內(nèi)涌現(xiàn)出了一批專注于鈉離子電池材料與電芯研發(fā)的初創(chuàng)企業(yè)，例如：中科海鈉、 鈉創(chuàng)新能源、星空鈉電、眾鈉能源、超鈉新能源、上海璞鈉能源、深圳珈鈉能源等，同時，鋰離子電池企業(yè)也開始規(guī)模布局鈉離子電池業(yè)務(wù)，例如：寧德時代、孚能科技、容百科技、億緯鋰能、振華新材料、璞泰來、翔豐華、多氟多、鵬輝能源、欣旺達(dá)、湖南立方新能源等。

2022年9月30日，中科海鈉和華陽集團(tuán)合作的全球首批量產(chǎn)1GWh鈉離子電芯生產(chǎn)線正式投運;10月11日，傳藝科技表示，公司鈉離子電池項目各生產(chǎn)設(shè)備及裝置安裝調(diào)試進(jìn)展順利，已具備中試生產(chǎn)條件、即將投產(chǎn)運行;10月12日，多氟多表示，公司鈉離子電池已有小批量成品下線，正在進(jìn)行各類檢測，同時，多氟多的電解液材料六氟磷酸鈉已經(jīng)商業(yè)化量產(chǎn)，具備年產(chǎn)千噸的穩(wěn)定生產(chǎn)能力;11月29日，中科海鈉(阜陽)全球首條GWh級鈉離子電池生產(chǎn)線產(chǎn)品下線;鋰電巨頭寧德時代自去年發(fā)布單體能量密度達(dá)到160Wh/kg的第一代鈉離子電池后，于近日表示，正致力于推進(jìn)鈉離子電池在2023年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;孚能科技也計劃于2023年推出其第一代鈉離子電池產(chǎn)品。

從目前公開的消息來看，我國已率先實現(xiàn)鈉離子電池上游材料與電芯的量產(chǎn)，形成了初步的產(chǎn)業(yè)鏈。從生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)來看，鈉離子電池與鋰離子電池原理結(jié)構(gòu)相似，很多產(chǎn)線都可以共用，在產(chǎn)能、設(shè)備的投入建設(shè)上可以快速切換上量。業(yè)界預(yù)計，2023年或迎來鈉離子電池的大規(guī)模量產(chǎn)期，產(chǎn)業(yè)化元年到來。

降低成本、提升密度，儲能應(yīng)用前景廣闊

盡管鈉資源豐富，碳酸鈉價格低廉(碳酸鈉幾千元每噸，碳酸鋰幾十萬元每噸)，理論上鈉離子電池成本會更低，但由于目前產(chǎn)業(yè)鏈還不夠成熟，上游材料尚未實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，價格偏高，所以導(dǎo)致鈉離子電池在整體成本上仍較高。“現(xiàn)在鈉離子電池的商業(yè)化進(jìn)程主要取決于它的成本下降幅度，這有賴于包括正極材料、負(fù)極材料、電解液等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的完善配套，尚需要大量資金投入。”一位業(yè)內(nèi)人士指出。

另一方面，鈉離子電池在能量密度上尚不及鋰離子電池，寧德時代表示已可以實現(xiàn)160Wh/kg的能量密度，接近磷酸鐵鋰電池密度，但距離三元鋰電池能量密度還有一定差距。因此，對于電池能量密度要求較高的電動汽車應(yīng)用，鈉離子電池目前還無法與鋰離子電池相提并論。

對于注重成本的儲能、小型電動設(shè)備、低速電動車等應(yīng)用領(lǐng)域，隨著鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善，成本下降，或?qū)⒂瓉韽V闊的應(yīng)用空間。尤其是儲能應(yīng)用，對安全性要求較高，鈉離子電池本身所具有的優(yōu)異的熱穩(wěn)定性使它成為未來儲能應(yīng)用的理想選擇。目前，江蘇溧陽、山西太原、內(nèi)蒙古烏蘭察布、安徽阜陽等全國多地已建成或在建多座鈉離子電池儲能項目，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為鈉離子在儲能領(lǐng)域的應(yīng)用會比鋰離子電池前期走過的路徑更快。

研究機(jī)構(gòu)EVTank聯(lián)合中國電池產(chǎn)業(yè)研究院共同發(fā)布的《中國鈉離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2022年)》預(yù)測，鈉離子電池理論市場空間到2026年會達(dá)到369.5GWh。在鋰材料嚴(yán)重不足的大背景下，單靠鋰離子電池，將無法支撐我國消費電子、新能源汽車、儲能這三大市場需求，而具有寬溫區(qū)、高倍率、易制造、低成本、高安全等優(yōu)勢的鈉離子電池就成為鋰離子電池的有益補(bǔ)充，在雙碳目標(biāo)下，新型儲能市場增長潛力巨大，鈉離子電池將迎來廣闊應(yīng)用前景。