鈉離子電池行業(yè)市場分析

鈉離子電池行業(yè)市場分析一、底層邏輯：突破儲能材料的資源供應壁壘（一）發(fā)展鈉電的意義：緩解鋰資源稀缺的困境全球鋰資源儲量分布不均，我國資源自供有較大的供給缺口。南美三國（玻利維亞、阿根廷、智利）的鋰資源占比高達58%，而我國鋰資源僅占全球6%，因此，為支撐我國作為全球重要動力電池生產(chǎn)國和出口國的地位，需大量進口鋰資源。同時，我國鋰資源保障存在安全隱患，一旦西方國家限制鋰資源出口，鋰資源的過度緊缺將有可能影響到我國動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。相比之下鈉資源儲量高且分布均勻，無資源稀缺問題。鈉元素是地殼含量第六高的元素，地殼豐度高達2.30%，是鋰元素的數(shù)倍，且全球各地分布均勻，我國可實現(xiàn)自主可控?！澳厦冷嚾恰庇Х翺PEC成立“鋰佩克”掌握鋰定價權(quán)，智利鋰礦國有化戰(zhàn)略或加速其落地。玻利維亞、阿根廷和智利的鋰資源占全球總量58%，以鹽湖鋰礦為主，成本優(yōu)勢明顯，若聯(lián)手掌握定價權(quán)，或存在一定的壟斷控價可能，則不利于全球新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如根據(jù)觀察者網(wǎng)新聞，當?shù)貢r間2023年3月23日，玻利維亞總統(tǒng)路易斯·阿爾塞表示，他計劃與阿根廷、智利和秘魯合作“制定一項政策，以確保四國在主權(quán)條件下作為鋰供應商的地位”，并保護該地區(qū)豐富的鋰資源免受美國干涉。又如根據(jù)界面新聞和每日經(jīng)濟新聞消息，當?shù)貢r間2023年4月20日，智利總統(tǒng)加夫列爾·博里奇提出智利政府擬將采用國家與私人部門合資的方式促進當?shù)劁嚠a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，所有想要參與到智利鋰行業(yè)的本國或外國私營公司，都必須與國家鋰業(yè)公司合作。國家將在合資企業(yè)中持有控股權(quán)。以本次智利宣布新的國家鋰資源政策為標志，拉美各國內(nèi)部鋰資源國有化進程不排除加速的可能性，對于鋰資源需求較大的國家和地區(qū)來說，儲能最關(guān)鍵原材料“鋰”的自主可控迫在眉睫。發(fā)展鈉離子電池，可降低對鋰資源的依賴。鈉離子電池作為與鋰離子電池技術(shù)原理相通，性能相近的儲能電池被提上日程，在如此高的鋰價下有較大的發(fā)展空間，同時也有利于促使碳酸鋰價格回歸理性，降低對外部鋰資源的依賴。同樣作為能源的關(guān)鍵原材料，石油資源為例，OPEC對國際石油市場有很強的影響力。組織成員國共控制約全球三分之二的石油貯備，約共占世界石油蘊藏78%以上的石油儲量，占全球產(chǎn)油量的40%和出口量的50%。同時中東產(chǎn)油國的原油生產(chǎn)成本仍遠遠低于其他產(chǎn)油區(qū)的石油生產(chǎn)成本，對于鋰資源占比低且開采成本高的國家地區(qū)來說，原材料的大幅波動對產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為不利，發(fā)展鈉資源作為低成本替代十分重要。二、鈉電應用場景：多重優(yōu)勢帶來廣闊空間（一）鈉離子電池在性能上具有多重優(yōu)勢鈉離子電池相對于磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，性能各有優(yōu)劣。鈉離子電池在量產(chǎn)后具備原料成本優(yōu)勢、高低溫環(huán)境下更好的容量保持率、優(yōu)異的倍率性能以及卓越的安全性能，但能量密度較低，循環(huán)壽命有待提升，有望在特定場景實現(xiàn)部分替代。鈉離子電池性能相對于鉛酸電池實現(xiàn)了全方位超越，有望在規(guī)?；当竞髮崿F(xiàn)替代。1、高低溫環(huán)境下均有優(yōu)異的容量保持率鈉離子電池在-40℃至80℃之間可正常工作，具備良好的寬溫特性，高溫放電（55℃和80℃）容量超過額定容量100%，低溫-40℃放電容量超過70%額定容量，且可實現(xiàn)在低溫-20℃下0.1C充電，其充電效率接近100%。低溫性能超磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池，在-20℃的溫度下，鈉離子電池的容量保持率高達90%，而磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池僅能達到70%和48%。2、具有出眾的倍率性能相較鋰離子，鈉離子的斯托克斯直徑更小且在極性溶劑中溶劑化能更低，使得鈉離子電池電解液具有更高電導率。斯托克斯直徑是指在同一流體中與顆粒的密度和沉降速度相等的圓球的直徑，直徑越小，離子移動速度越快，其所在電解液導電率越高。溶劑化能是離子在電極表面脫離溶劑分子的能壘，較低的溶劑化能使得鈉離子在電極表面更容易脫去溶劑分子，界面離子擴散能力更佳，離子在電解液中具有更快的動力學性質(zhì)，從而使得電解液具有更高電導率。優(yōu)秀的電解液電導率使得鈉離子電池具有出眾的倍率性能。寧德時代的第一代鈉離子電池在常溫下充電15分鐘即可達到80%的電量，中科海鈉制造的鈉離子電池能夠在12min充電至90%，充電速度高于鋰離子電池和鉛酸電池。3、極端條件下不易出現(xiàn)熱失控，安全性能好鋰離子電池在多種濫用條件的觸發(fā)下極易出現(xiàn)大量副反應，導致熱失控。鋰離子電池的安全事故主要由三大類濫用條件引起：機械濫用（擠壓、穿刺等），電濫用（短路、過充電、過放電等）和熱濫用（過熱等）。在各種濫用條件的觸發(fā)下，如果電池內(nèi)部溫度達到了起始分解溫度，各種副反應便會不斷出現(xiàn)，產(chǎn)生大量的熱，對電池的熱失控起到促進作用。鈉離子電池在所有安全項目測試中，均未發(fā)現(xiàn)起火爆炸等鋰電常出現(xiàn)的熱失控現(xiàn)象，安全性更好。目前較為有效的安全評估項目主要包括過充/放電、外部短路、高溫老化等安全測試和擠壓、針刺、火燒等濫用測試，周權(quán)在《高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析》中對高功率NaCR26650P電池進行了安全和濫用測試，沒有觀察到鋰電常見的起火和爆炸現(xiàn)象，表現(xiàn)了良好的安全穩(wěn)定性。（二）高性價比貼合多個應用場景，市場空間廣闊鈉離子電池在幾個方面多重優(yōu)勢使其獲得了較高的性價比，在多個場景都有較理想的應用。其綜合性能優(yōu)于鉛酸電池，有望首先替代鉛酸市場（二輪小動力、汽車啟停以及通信基站）。同時，隨著循環(huán)性能進一步的提升以及規(guī)模化降本，鈉電后續(xù)有望實現(xiàn)對磷酸鐵鋰市場的A00級純電動車場景以及儲能場景的部分替代。1、A00級電動車：可解決當下鐵鋰價格隨原料成本波動較大的痛點A00級電動車又叫微型車，高性價比是其核心賣點。車軸距在2m-2.3m之間，車身長度在3.65m之內(nèi)，體積比較小，可解決道路擁堵和車位缺乏等難題，且價格僅在3-8萬元，經(jīng)濟實惠，性價比極高。宏光MINIEV、奇瑞QQ冰淇淋、長安奔奔等都是當前市面主流的A00級純電動車。A00級電動車對電池成本比較敏感。目前市場上的A00級車價格區(qū)間一般在3-8萬元之間，主打低端市場，客戶對價格較為敏感。電池占據(jù)了成本的很大比例，電池成本的穩(wěn)定性對A00級車的銷量有著重要的影響。A00級車定位日常代步車，對電池能量密度要求較低。絕大部分A00級車續(xù)航里程在250km以下，僅有4%的續(xù)航里程位于250-400km之間，沒有超過400km續(xù)航里程的A00級車。由此看來，A00級車標稱續(xù)航里程很短，并不要求電池具有很高的能量密度。鈉電的原材料價格相較磷酸鐵鋰電池更加穩(wěn)定。2022年碳酸鋰價格突破50萬元/噸，磷酸鐵鋰電池成本因此大幅增長，導致A00級車漲價，而鈉離子電池所用原料主要為碳酸鈉，供應充足，價格波動風險較小。鈉電的能量密度完全可以滿足A00級車的續(xù)航里程要求。由中汽數(shù)據(jù)統(tǒng)計，約86%A00級新能源車動力電池的能量密度位于100-160Wh/kg的區(qū)間，鈉電池性能滿足需求，成本更有競爭力。2、鉛酸大市場：鈉電性能全方位超越，鉛酸市場替代可期鉛酸蓄電池三大主要用途——二輪小動力電池、汽車啟停電池以及通信基站備用電池。經(jīng)測算2022年市場總需求約為560GWh，其中用于汽車啟停占比最大，約為57%（320GWh），二輪小動力與基站備用電池占比分別約為24%（128GWh）和6%（35GWh）。二輪小動力電池：主要指電動二輪車、電動三輪車以及海外油改電摩托的動力電池，其具有較高的成本敏感性，同時輕量化的趨勢使其對電池能量密度有一定的追求。汽車啟停電池：汽車啟停電源需要具有快速充放電能力、良好的高低溫性能等特點，汽車每次重新打火時，都要電池帶動發(fā)電機，對電池充放電倍率性能要求很高。同時，由于啟停電池面臨發(fā)動機艙的高溫和北方冬季低溫的環(huán)境，需要其具有良好的高低溫性能防止經(jīng)常出現(xiàn)啟停失靈的狀況。通信基站備用電池：通信基站需要有極高可靠性，基站的供電通過市電引入，然后通過蓄電池UPS的逆變系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為48V的直流電源，為通信設(shè)備供電。當市電中斷時，電池組對基站不間斷供電，保證基站正常運行；市電恢復時，UPS電池停止供電，恢復逆變功能，要求開關(guān)電源系統(tǒng)配置具有高可靠性、高安全性的電池保證其正常運行，同時對備用電源的放電深度有要求，經(jīng)常停電會導致蓄電池長時間欠充，影響循環(huán)壽命。鈉離子電池全生命周期成本更低，在成本敏感性高的二輪小動力電池領(lǐng)域凸顯優(yōu)勢。當前鈉離子電池成本約為0.70元/Wh，遠高于鉛酸電池成本（0.3元/Wh）。但鈉離子電池循環(huán)壽命是鉛酸電池循環(huán)壽命的四倍以上，使得更換電池頻率大幅降低，大大降低了全生命周期成本，成本方面力壓鉛酸電池。鈉離子電池能量密度更高，具備更長續(xù)航和輕量化的優(yōu)勢。鈉離子電池能量密度為100-150Wh/kg，遠超鉛酸電池，是其能量密度的3倍左右，在新國標電動自行車輕量化的要求和續(xù)航焦慮的背景下具有明顯優(yōu)勢。鈉離子電池具有優(yōu)異的高低溫性能，與啟停電池應用極端環(huán)境溫度相契合。鈉離子電池正常工作溫度范圍遠比寬鉛酸電池寬，為-40℃到80℃，即使面臨發(fā)動機艙的高溫和北方冬季低溫的環(huán)境，也能最大程度保證汽車啟停的正常運行。鈉離子電池具有更長的循環(huán)壽命。鈉離子電池循環(huán)壽命是鉛酸電池四倍以上，更換電池頻率大幅降低，減少了車主對其是否正常運行的擔憂以及額外的支出，在一定程度上也提高了性價比。鈉離子電池具有高安全穩(wěn)定性，可有效應對室外惡劣環(huán)境的挑戰(zhàn)。室內(nèi)基站存在機房租用難的問題，因此目前很多基站采用室外一體化基站管理模式，將BBU、RRU以及供電單元全部打包塞在室外的一個柜子里。室外一體化基站容易受到各種外界因素的影響，如溫度、濕度和大風天氣等。在這種惡劣的環(huán)境下，小型空調(diào)鈉離子電池可以有效的保證高低溫下的充放電性能。即使沒有空調(diào)作為保障，鈉離子電池也能正常運行，非常適合作為對可靠性、安全性有很高要求通信基站的備用電池，用來保障通信基站的正常運行。鈉離子電池過放性能優(yōu)秀，可應對通信基站經(jīng)常停電的情況。通信基站停電導致電池長時間欠充，會影響到鉛酸電池的循環(huán)壽命，周權(quán)在《高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析》中測試了3個不同截止電壓下的鈉離子電池過放性能，發(fā)現(xiàn)鈉離子電池可過放至0V后容量還可以恢復正常，可以進行過放電循環(huán)，容量并無明顯衰減問題，可有效應對通信基站可能出現(xiàn)的停電問題。3、儲能：高安全性、優(yōu)秀的高低溫性能以及長循環(huán)壽命與儲能適配性高高安全性、優(yōu)秀的高低溫性能以及長循環(huán)壽命是多變的應用場景對儲能電池的性能要求，低成本是核心競爭力。當前儲能電池的應用領(lǐng)域主要有電力儲能、通信儲能、戶用家儲以及便攜式儲能四大類。對安全性的追求主要體現(xiàn)在戶用家儲。近年來家儲鋰電池多發(fā)的事故引起廣泛的擔憂，因此電池的絕對安全穩(wěn)定是家儲長遠發(fā)展的重要保障。對高低溫性能的追求主要體現(xiàn)在電力儲能和通信儲能。北方許多地區(qū)溫差較大，需要電池有優(yōu)秀的高低溫性能來抵抗壽命的衰減。對長循環(huán)壽命的追求主要體現(xiàn)在電力儲能。若頻繁更替、拆解電池需要投入大量人力和費用成本，由此導致電站投入成本太高，運行實際收益低，全生命周期內(nèi)投資回報率不足，不利于推廣，因此，長壽命電池對大型儲能電站的推廣十分重要。鈉離子電池的性能特點與儲能領(lǐng)域適配性高。鈉離子電池的安全性能和循環(huán)壽命與磷酸鐵鋰電池相當，但其高低溫性能優(yōu)于磷酸鐵鋰電池，在北方冬季寒冷地區(qū)的電力儲能和通信儲能領(lǐng)域有較大優(yōu)勢，能量密度雖略低，但儲能應用場景大多對其沒有很高的要求。同時鈉離子電池擁有廣闊的降本空間，在成本敏感的儲能領(lǐng)域優(yōu)勢凸顯，故鈉離子電池有望部分取代磷酸鐵鋰在儲能領(lǐng)域的市場。三、材料體系選擇：與鋰電體系求同存異（一）鈉鋰性質(zhì)相似使得電池原理相似鈉鋰性質(zhì)相似，使得鈉離子電池與鋰離子電池充放電原理相似，均是“搖椅式”二次電池。鈉和鋰在元素周期表中屬于同一主族，因此他們具有相似的物化性質(zhì)，使得鈉離子電池和鋰離子電池基本工作過程相似。充電時，Na+從正極脫出，經(jīng)電解液穿過隔膜嵌入負極，使正極處于高電勢的貧鈉態(tài)，負極處于低電勢的富鈉態(tài)。放電過程與之相反，Na+從負極脫出，經(jīng)由電解液穿過隔膜嵌入正極材料中，使正極恢復到富鈉態(tài)。為保持電荷的平衡，充放電過程中有相同數(shù)量的電子經(jīng)外電路傳遞，與Na+一起在正負極間遷移，使正負極分別發(fā)生氧化和還原反應。（二）物理化學性質(zhì)的內(nèi)在差異影響表觀性能鈉離子與鋰離子的核心差異在于離子半徑，鈉離子半徑大于鋰離子半徑，使得電池的組成和性能存在較大的區(qū)別。鈉離子半徑更大，使得其很難從常規(guī)鋰電的正負極脫嵌，需要開發(fā)新的適合鈉離子的正負極材料。鈉離子較大的半徑導致單位體積所含離子量少，充放電可轉(zhuǎn)移電子數(shù)少，使得鈉離子電池能量密度低于鋰離子電池鈉離子的溶劑化能比鋰離子更低，即具有更好的界面離子擴散能力，且鈉離子的斯托克斯半徑比鋰離子的小，相同濃度的電解液具有比鋰鹽電解液更高的離子電導率，可以使用低濃度電解液達到同樣離子電導率，降低成本的同時減少了黏度帶來的影響。鋰與鋁在低電位會發(fā)生化合，鋰離子電池不能用鋁箔作為負極集流體，而鈉不會與鋁發(fā)生合金化反應，因此鈉離子電池正負極均可使用鋁箔作為集流體。1、正極：三大主流路線各有特色，層狀氧化物為產(chǎn)業(yè)化主流目前鈉離子電池正極材料分為層狀過渡金屬氧化物、普魯士藍（白）化合物以及聚陰離子型化合物三大主要路線，分別以能量密度高、成本低以及循環(huán)壽命長為特色。層狀過渡金屬氧化物是當前產(chǎn)業(yè)化的主流，綜合性能最佳，能量密度最高，同時具有優(yōu)異的倍率性能，穩(wěn)定性稍差，但無明顯短板，適合要求較高的動力電池領(lǐng)域。且工藝與鋰電三元相似，可沿用其生產(chǎn)設(shè)備，技術(shù)簡單，有望率先規(guī)模投產(chǎn)。普魯士藍（白）化合物成本優(yōu)勢明顯，理論性能優(yōu)異，具有發(fā)展?jié)摿?。其能量密度高，倍率性能?yōu)秀、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且成本低廉，但其能量密度較低，。但合成過程中結(jié)晶水和空位缺陷問題使得材料實際電化學性能變差、結(jié)構(gòu)退化，成為該路線的瓶頸。聚陰離子型化合物具有突出的循環(huán)性能。其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)賦予其高安全性和長循環(huán)壽命，且成本較低，不足之處在于能量密度較低。2、負極：硬碳脫穎而出，瓶頸在于前驅(qū)體目前商業(yè)化鋰電負極廣泛使用的傳統(tǒng)石墨無法用作鈉離子電池的負極。石墨層間距過小，較大半徑的鈉離子嵌入石墨層間需要更大的能量，無法在有效的電位窗口進行可逆脫嵌，放電容量并不客觀。無定形碳在眾多鈉離子負極材料中脫穎而出，成為產(chǎn)業(yè)化主流路線。當前有代表性的負極材料主要有碳基材料、金屬化合物和合金類材料。金屬化合物和合金類材料理論比容量很高，但在儲鈉過程中體積變化較大，導電性差，材料粉化嚴重，需要制作復合材料來改善性能。而碳基材料中的無定形碳，主要是硬碳和軟碳，因其不具備石墨化的結(jié)構(gòu)特征，石墨微晶自由取向，結(jié)構(gòu)內(nèi)部含有大量缺陷且層間距更大，相比石墨有更好的儲鈉性能，相比金屬化合物和合金類材料有更好的循環(huán)性能，是目前最可能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的鈉電負極材料。無定形碳以高溫下是否石墨化可分為軟碳和硬碳(＞2500℃難以石墨化)，硬碳因其優(yōu)異的性能成為當前鈉電產(chǎn)業(yè)化的主流路線。硬碳因其高的機械硬度而得名，其扭曲的碳層結(jié)構(gòu)增加了石墨化碳層之間的排斥力，從而使其具有更大的層間距(~0.38nm)，且呈現(xiàn)出更多納米孔，為鈉離子在硬碳中嵌入提供了更多的空間，有利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從而使得其具有較高的儲鈉可逆比容量和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，但其工藝復雜，成本相對較高。軟碳又稱易石墨化碳，其碳層排列規(guī)整度高于硬碳，具有更高的導電性和更好的倍率性能，且工藝相對簡單，原料成本低，但其較高的排列規(guī)整度和較低的表面缺陷成都也使得儲鈉能力弱于硬碳。負極成為鈉離子電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。鈉離子電池能否規(guī)模化量產(chǎn)取決于其能否成功降本，目前主流負極是硬碳，相對于鋰電正極成本(43%)占據(jù)主導的情況，鈉電正極成本占比(26%)大大縮減，且負極成本占比提升(16%)，使其在成本結(jié)構(gòu)上重要性有所提升。當前國內(nèi)硬碳產(chǎn)業(yè)尚不成熟導致對日本公司進口產(chǎn)品的依賴，從而使得成本居高不下。解決硬碳量產(chǎn)的瓶頸之一在于找到價格低廉、性能優(yōu)異、一致性高且供應穩(wěn)定的前驅(qū)體原料。硬碳通常是通過熱解具有強交聯(lián)結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體獲得的，在很高程度上保留了前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)特性，因此，只有前驅(qū)體具有高度一致性，才有可能保障硬碳材料的一致性。同時，也需要平衡性能、成本以及供應等多方面的問題，以選出適合大規(guī)模生產(chǎn)的硬碳前驅(qū)體。硬碳主流的工藝路線分別為生物質(zhì)基、樹脂基和化石燃料基。生物質(zhì)基為主流路線，綜合性價比最高；樹脂基路線性能最佳但成本較高；化石燃料基成本最低但產(chǎn)品性能差。3、集流體：正負極均可用鋁箔，成本優(yōu)勢明顯鈉離子電池正負極集流體均可用鋁箔，與鋰離子電池相比具有成本優(yōu)勢。因為鋰與鋁在低電位下會發(fā)生合金化反應，所以鋰電負極集流體只能選用銅箔，而鈉在低電位下不會與鋁產(chǎn)生合金化反應，因此鈉離子電池正負極均可以采用價格更低鋁箔作為集流體。4、隔膜：可復用鋰電隔膜，仍需研制與電池體系匹配的專用隔膜隔膜是鈉離子電池中的重要組成部分，主要起到絕緣層和半透層的功能。隔膜具有電子絕緣性，將鈉離子電池的正極和負極隔開，防止電池短路。隔膜又要具有離子導電性，保證鈉離子在充電和放電期間，能正常通過隔膜的微孔。鈉離子電池可復用當前鋰離子電池隔膜。目前已商業(yè)化的電池隔膜主要有聚乙烯（PP）和聚丙烯（PE）隔膜，雖然擁有優(yōu)異的機械性能、化學穩(wěn)定性以及低廉的價格，但對鈉離子電池適配性能一般。因此，仍需尋找新的可以與鈉離子電池體系匹配的隔膜。5、電解液：與鋰離子電池有相通之處鈉離子電池與鋰離子電池電解液的組成有相通之處，均由溶質(zhì)、溶劑、添加劑三部分組成。電解液是電池中必不可少的組成部分，它在平衡和轉(zhuǎn)移電荷方面起到了關(guān)鍵作用。溶質(zhì)：目前常用的電解質(zhì)鈉鹽有NaClO4、NaPF6、NaBF4等，NaPF6綜合性能最好，為當前產(chǎn)業(yè)化主流。與Na+的離子電導率和界面遷移速率比Li+好太多，使得電解液導電性更好，可用相對濃度更低的電解液實現(xiàn)降本。且NaPF6生產(chǎn)工藝與LiPF6類似，現(xiàn)有LiPF6產(chǎn)線可兼容生產(chǎn)NaPF6，降低了量產(chǎn)的難度。溶劑：鋰電常用的有機電解液是當前鈉離子實際應用中最有前景的選擇，主流的酯類溶劑和醚類溶劑各有優(yōu)劣，經(jīng)?；旌鲜褂脕磉_到性能需求。酯類電解液是鋰電和鈉電都常用的電解液，具有粘度低、揮發(fā)性好、電化學穩(wěn)定性好、介電常數(shù)較高等優(yōu)點，醚類電解液倍率性能較好，相比酯類電解液能夠生成更薄的SEI膜，可減小電池的不可逆比容量，但過薄的SEI膜也導致電池循環(huán)性能較差。因此，需要混合多種不同特性的溶劑來達到對性能的需求。添加劑：與鋰離子電池電解液添加劑兼容性比較好，包括成膜添加劑、過充電保護添加劑、阻燃添加劑等。（三）總結(jié)鈉鋰性質(zhì)存在一定的相似性，使得鈉電與鋰電原理相同，而離子半徑等差異又使得二者材料體系存在較大差異。正極：層狀過渡金屬氧化物、普魯士藍（白）化合物以及聚陰離子型化合物三大主要路線各有特色。層狀過渡金屬氧化物是當前產(chǎn)業(yè)化的主流，綜合性能最佳，能量密度最高。普魯士藍（白）化合物成本優(yōu)勢明顯，理論性能優(yōu)異，具有極大潛力，聚陰離子型化合物具有突出的循環(huán)性能。負極：無定形碳更加適配鈉離子電池，在眾多負極材料中脫穎而出。硬碳憑借其優(yōu)秀的性能力壓軟碳，成為當前產(chǎn)業(yè)化的主流，而解決硬碳量產(chǎn)的瓶頸在于找到價格低廉、性能優(yōu)異、一致性高且供應穩(wěn)定的前驅(qū)體原料。隔膜：可復用鋰電隔膜，但仍需研制與電池體系匹配的專用隔膜。電解液：與鋰離子電池電解液的組成有相通之處，均由溶質(zhì)、溶劑、添加劑三部分組成。電解質(zhì)鈉鹽NaPF6綜合性能最好，為當前產(chǎn)業(yè)化主流。鋰電常用的有機電解液是當前鈉離子實際應用中最有前景的選擇，主流的酯類溶劑和醚類溶劑各有優(yōu)劣，經(jīng)常混合使用來達到性能需求。添加劑與鋰離子電池電解液添加劑兼容性比較好集流體：鈉電正負極均可用鋁箔，成本優(yōu)勢明顯。四、產(chǎn)業(yè)鏈梳理（一）寧德時代全球動力電池與儲能電池龍頭，發(fā)展迅猛。寧德時代成立于2011年，目前已建立了動力和儲能電池領(lǐng)域完整的研發(fā)、制造能力，擁有材料、電芯、電池系統(tǒng)、電池回收的全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)，迅速成長為動力電池與儲能電池行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)。鈉電相關(guān)技術(shù)領(lǐng)先。寧德時代于2021年推出了第一代鈉離子電池產(chǎn)品，電芯單體能量密度已經(jīng)達到了160Wh/kg，在常溫下充電15分鐘，電量可達80%，而在零下20°C低溫的環(huán)境下，仍然有90%以上的放電保持率，同時在系統(tǒng)集成效率方面，也可以達到80%以上，與磷酸鐵鋰電池相比，擁有更加優(yōu)秀的倍率性能和低溫性能，能量密度略遜一籌。同時，寧德時代開發(fā)的AB電池系統(tǒng)解決方案，將鈉離子與鋰離子混搭，既彌補了鈉離子電池現(xiàn)階段能量密度短板，也發(fā)揮出它高功率、低溫性能好的優(yōu)勢，拓展更多應用場景。公司正致力于在2023年形成鈉離子電池的基本產(chǎn)業(yè)鏈，采用層狀過渡金屬氧化物正極或錳基普魯士白正極+硬碳負極的路線。（二）比亞迪比亞迪是一家致力于“用技術(shù)創(chuàng)新，滿足人們對美好生活的向往”的高新技術(shù)企業(yè)。比亞迪成立于1995年2月，經(jīng)過20多年的高速發(fā)展，已在全球設(shè)立30多個工業(yè)園，實現(xiàn)全球六大洲的戰(zhàn)略布局。比亞迪業(yè)務布局涵蓋電子、汽車、新能源和軌道交通等領(lǐng)域，并在這些領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用，從能源的獲取、存儲，再到應用，全方位構(gòu)建零排放的新能源整體解決方案。鈉電產(chǎn)能布局進展順利。比亞迪已具備150Ah刀片鈉電芯的生產(chǎn)能力，20MWh‘鈉電魔方柜儲能系統(tǒng)’在南寧青秀工業(yè)園已投入試運行。（三）傳藝科技消費電子領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟。江蘇傳藝科技股份有限公司，是一家在深交所A股發(fā)行上市的國家級高新技術(shù)企業(yè)，2007年11月創(chuàng)建，主要從事筆記本電腦輸入設(shè)備的研發(fā)、制造和銷售。跨界入局鈉電池。為了擺脫過去幾年的經(jīng)營困境，2018年就開始與具有鈉離子電池方面豐富科研經(jīng)驗的相關(guān)技術(shù)人員開始共同開展鈉離子電池及相關(guān)上游材料的研發(fā)。生產(chǎn)的鈉離子電池產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)參數(shù)為：正極采用層狀過渡金屬氧化物或聚陰離子型化合物，負極采用硬碳，單體能量密度150Wh/kg-160Wh/kg，循環(huán)次數(shù)不低于4000次。（四）維科技術(shù)維科技術(shù)股份有限公司是以新能源鋰電池為主業(yè)，以3C數(shù)碼電池和動力電池為核心業(yè)務的A股上市公司。公司鋰電池業(yè)務以3C數(shù)碼電池為核心、積極拓展動力和儲能電池市場。鈉電量產(chǎn)計劃相對明確和領(lǐng)先，原材料供應有保障。公司于2019年開始研究鈉電池，初步掌握了材料配方體系、生產(chǎn)工藝條件相關(guān)的技術(shù)關(guān)鍵。在南昌投資年產(chǎn)2GWh鈉離子電池項目，目前進行至送樣階段，且于2022年9月于鈉創(chuàng)新能源簽訂了《戰(zhàn)略框架協(xié)議》及《增資協(xié)議》，使得公司未來在生產(chǎn)鈉電池的原材料供應方面得到有效保障。（五）鵬輝能源鵬輝能源成立于2001年，是一家20余年來專注于鋰電池生產(chǎn)制造與研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)正全力聚焦儲能領(lǐng)域。產(chǎn)品廣泛應用于數(shù)碼3C領(lǐng)域、新能源汽車領(lǐng)域、電動自行車、電動工具等輕型動力領(lǐng)域、通信基站后備電源、風光儲能及家庭儲能等領(lǐng)域。鵬輝能源為客戶提供一系列完整的電池解決方案，并實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。領(lǐng)先布局鈉電。公司2021年十月參股四川佰思格，布局硬碳，以實現(xiàn)小批量出貨。公司2022年9月成立河南鵬鈉，主要研發(fā)層狀過渡金屬氧化物和聚陰離子化合物路線的鈉電正極。（六）多氟多多氟多成立于1999年12月，2010年5月18日在深圳證券交易所成功掛牌交易，產(chǎn)品涉及高性能無機氟化物、電子化學品、鋰離子電池及相關(guān)材料生產(chǎn)研發(fā)等領(lǐng)域，榮獲“國家科技進步二等獎”“全國先進基層黨組織”等榮譽稱號。鈉電已裝車測試。公司2022年已擁有層狀氧化物鈉電第一代產(chǎn)品，2023年將推出層狀氧化物鈉電第二代產(chǎn)品以及聚陰離子鈉電第一代產(chǎn)品。產(chǎn)能規(guī)劃方面，到2023年底，多氟多河南基地年產(chǎn)能有望達到1GWh，到2025年底廣西基地年產(chǎn)能有望達到5GWh。公司鈉離子電池在乘用車領(lǐng)域已經(jīng)完成兩家車企的冬標測試，2023年底電池包SOP；小儲能領(lǐng)域系統(tǒng)裝樣測試，預計2023年底SOP。（七）中科海鈉專攻鈉離子電池，核心技術(shù)優(yōu)勢顯著。中科海鈉科技有限責任公司是一家專注于新一代儲能體系-鈉離子電池研發(fā)與生產(chǎn)的高新技術(shù)型企業(yè)。公司聚集國際領(lǐng)先的技術(shù)開發(fā)團隊，現(xiàn)擁有以中國科學院物理研究所陳立泉院士，胡勇勝研究員為技術(shù)帶頭人的研究開發(fā)團隊。企業(yè)擁有多項鈉離子電池核心專利，是國際領(lǐng)先的擁有鈉離子電池核心專利與技術(shù)的電池企業(yè)。行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)跑者，首次實現(xiàn)鈉電裝車。2023年2月23日，發(fā)布了三款極具競爭力的鈉離子電池電芯（采用銅基層狀和煤基無定形碳技術(shù)），進一步拉近了與磷酸鐵鋰電池的性能差距。與汽車企業(yè)江淮集團合作，在江淮的主力車型思皓EX10花仙子上首次實現(xiàn)了鈉離子電池在樣車上的裝車，實現(xiàn)了鈉離子電池從0到1的里程碑式的正式裝車。（八）美聯(lián)新材美聯(lián)新材成立于2000年6月，主營產(chǎn)品包括色母粒、三聚氯氰、電池濕法隔膜(基膜和涂覆膜)和熔噴無紡布。公司是國內(nèi)色母粒行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，是國內(nèi)數(shù)量不多的能同時批量化生產(chǎn)白色、黑色、彩色母粒和功能母粒的企業(yè)里面的一份子，現(xiàn)有色母粒年產(chǎn)能約9萬噸，擁有國際先進的高智能全自動塑料色母粒生產(chǎn)線。產(chǎn)品達到全球先進水平；子公司營創(chuàng)三征是現(xiàn)階段國內(nèi)乃至全世界三聚氯氰支柱行業(yè)。氰化物優(yōu)勢切入鈉電，持續(xù)推進普魯士藍類路線。美聯(lián)新材擁有普魯士藍原料氰化鈉壁壘，普魯士藍正極材料50噸中試生產(chǎn)線已投產(chǎn)，公司與七彩化學合作投資25億建設(shè)18萬噸普魯士藍產(chǎn)線。近期與七彩化學官宣擬增資星空鈉電，形成了普魯士藍路線的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，大大推進了普魯士藍類路線的產(chǎn)業(yè)化進程。（九）容百科技寧波容百新能源科技股份有限公司是一家高科技新能源材料行業(yè)的跨國型集團公司，專業(yè)從事鋰電池正極材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司已同寧德時代、比亞迪、LG化學、天津力神、孚能科技等客戶建立了長期合作關(guān)系，為該等國內(nèi)外主流動力電池廠商的前沿高能量密度產(chǎn)品，配套提供產(chǎn)品性能穩(wěn)定、制備技術(shù)成熟的三元正極材料，產(chǎn)品技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。鈉電正極技術(shù)沉淀多年，技術(shù)領(lǐng)先。公司在層狀氧化物技術(shù)路線上有領(lǐng)先優(yōu)勢，其它兩種技術(shù)路線也有比較深的研究水平。容百科技在去年完成產(chǎn)品研發(fā)，今年上半年累計實現(xiàn)近百噸級出貨。今年上半年公司成功開發(fā)高電壓、高壓實層狀氧化物鈉電正極產(chǎn)品，目前已在終端有示范應用。公司鈉電正極進度符合預期，已完成部分客戶審核。（十）貝特瑞貝特瑞新材料集團股份有限公司成立于2000年8月，2015年貝特瑞在新三板掛牌交易，2021年11月于北交所上市，貝特瑞是一家以技術(shù)創(chuàng)新為引領(lǐng)，以技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)鏈布局完善、國際與國內(nèi)主流客戶并重為特色，以鋰離子電池負極材料、正極材料及石墨烯材料為核心產(chǎn)品，行業(yè)