2024年中國(guó)鈉離子電池報(bào)告-提質(zhì)降本探索鈉領(lǐng)新未來(lái)_第1頁(yè)
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2024提質(zhì)降本,探索鈉領(lǐng)新未來(lái)提質(zhì)降本,探索鈉領(lǐng)新未來(lái)1.1研究背景與目的:“碳中和”目標(biāo)推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展從工業(yè)時(shí)代開(kāi)始,因人類(lèi)活動(dòng)而造成的溫室氣體排放量持續(xù)增加對(duì)氣候產(chǎn)生了影響,氣候變化所帶來(lái)的極端天氣等因素對(duì)人類(lèi)的生存產(chǎn)生了極大的威脅。在此背景下,為抑制全球變暖,全球范圍內(nèi)“碳中和”概念被提出,我國(guó)進(jìn)而提出“3060”碳中和目標(biāo),使得新能源汽車(chē)、電化學(xué)儲(chǔ)能等新能源重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)得到了大力發(fā)展,鋰電池亦在該過(guò)程中得到了成熟應(yīng)用。 0.8 0.6 0.4 0.2 -0.2-0.4-0.6-0.8 NOAANationalClimaticDataCenter1880188518801885189018951900190519101915192019251930193519401945195019551960196519701975198019851990199520002005201020152020——NASAGoddardInstituteforSpaceStudies——JapaneseMeteorologicalAgency——MetOfficeHadleyCentre/ClimaticResearchUnit“3060”“3060”大力發(fā)展新能源汽車(chē)、電化學(xué)儲(chǔ)能等新能源領(lǐng)域的應(yīng)用成為我國(guó)產(chǎn)大力發(fā)展新能源汽車(chē)、電化學(xué)儲(chǔ)能等新能源領(lǐng)域的應(yīng)用成為我國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要舉措,目前已實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的成熟應(yīng)用。資料來(lái)源:UNEP;NASA;NOAA;IMA;MetOffice;StockholmEnvironmentInstitute前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理1.2研究背景與目的:全球范圍內(nèi)鋰資源短缺趨勢(shì)明確在全球新能源汽車(chē)高速發(fā)展和儲(chǔ)能需求持續(xù)擴(kuò)增的背景下,鋰離子電池的生產(chǎn)制造規(guī)模顯著增長(zhǎng)。當(dāng)前,根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)發(fā)布的數(shù)據(jù),2023年全球鋰資源量約為1.05億噸,鋰儲(chǔ)量為2800萬(wàn)噸,全球鋰礦(按鋰金屬量計(jì))約為18萬(wàn)噸,結(jié)合LESC的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),未來(lái)鋰資源的供應(yīng)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于新能源交通工具及電力基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)鋰資源產(chǎn)生的需求,鋰資源短缺的現(xiàn)狀將在中長(zhǎng)期時(shí)間段內(nèi)對(duì)未來(lái)全球碳中和目前的推進(jìn)帶來(lái)不利影響。資料來(lái)源:LESCUSGS前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理1.3研究背景與目的:鈉電具有對(duì)鋰電的替代潛力在鋰資源短缺的背景下,由于鈉資源在全球范圍內(nèi)儲(chǔ)量豐富,因此鈉離子電池對(duì)鋰離子電池的替代逐漸成為了新能源行業(yè)研究關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容,由于鈉電池在低溫性能、耐過(guò)放電、安全性和環(huán)保性等方面展現(xiàn)了其優(yōu)秀的性能提升潛力,因此被認(rèn)為是鋰離子電池的潛在替代產(chǎn)品之一,具有廣闊的應(yīng)用前差差優(yōu)優(yōu)優(yōu)差2.1.1鈉離子電池概述:工作原理與分類(lèi)鈉離子電池是一種以鈉離子為電荷載體的充電電池,其工作原理及結(jié)構(gòu)與鋰離子電池相似,差別只在利用在元素周期表同組、化學(xué)特性相近的鈉取代鋰。實(shí)際工作場(chǎng)景中,充電時(shí),鈉離子(Na+)從正極材料脫出,正極發(fā)生氧化反應(yīng),經(jīng)過(guò)電解液和隔膜擴(kuò)散到負(fù)極。在放電時(shí),Na+從負(fù)極材料中脫出,外電路中電子也隨之移動(dòng)來(lái)保持電荷平衡,經(jīng)過(guò)電解液和隔膜嵌入到正極材料中。鈉鹽電池是鈉/金屬氯化物電池,其正極為金屬鈉,負(fù)極為金屬氯化物,電解質(zhì)為β-Al2O3陶瓷和鈉-空氣電池鈉-空氣電池以金屬鈉作為負(fù)極材料,空氣中的氧氣作為資料來(lái)源:《鈉離子電池層狀氧化物正極材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與儲(chǔ)鈉研究》前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.1.2鈉離子電池概述:發(fā)展歷程鈉離子電池從理論提出起至今曲折發(fā)展,經(jīng)歷了理論建構(gòu)期、產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇期以及產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期三大階段。理論初步發(fā)展理論建構(gòu)期理論初步發(fā)展理論建構(gòu)期商業(yè)化初探產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇期商業(yè)化初探產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇期商業(yè)應(yīng)用提速產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期商業(yè)應(yīng)用提速產(chǎn)業(yè)爆發(fā)期1979硬碳負(fù)極材料被發(fā)現(xiàn),這種材料具有優(yōu)秀的鈉離子嵌脫性能,鈉離子電池領(lǐng)域資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.1.3產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu):鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈體系與鋰電有所相似鈉離子電池的制造和鋰離子電池的制造有所兼容,可以沿用鋰離子電池設(shè)備,鈉電池產(chǎn)業(yè)鏈相較于鋰電池主要變化在中游和正極材料。鈉電池的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)與鋰電池類(lèi)似,負(fù)極、電解液、隔膜基本保持目前的競(jìng)爭(zhēng)格局,集流體不再需要銅箔。主要技術(shù)路線的電池企業(yè)不同,所需要的正極材料或其關(guān)鍵材料也不同。由于產(chǎn)業(yè)體系在商業(yè)化初期,競(jìng)爭(zhēng)格局還需繼續(xù)跟蹤,相關(guān)龍頭企業(yè)仍然具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。鈉離子電池制造鈉離子電池制造資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.2.1全球市場(chǎng)現(xiàn)狀:2023年市場(chǎng)規(guī)模超3億美元當(dāng)前,鈉離子電池在全球范圍內(nèi)已實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模生產(chǎn)以及特定場(chǎng)景的示范應(yīng)用,2023年全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)3.2億美元,預(yù)計(jì)到2030年將接近10億美元。其中,鈉硫電池由于具備高能量密度、長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)穩(wěn)定性等特點(diǎn),在電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能及短途交通運(yùn)輸領(lǐng)域率先對(duì)鋰離子電池形成了替代,并占據(jù)了全球鈉離子電池市場(chǎng)的最主要收入份額,占比約為52%。2023-2030年全球鈉離子電池市場(chǎng)規(guī)模(億美元)2023年全球鈉離子電池市場(chǎng)結(jié)構(gòu)(%)0復(fù)合增長(zhǎng)率16.3%資料來(lái)源:GrandViewResearch、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.2.2全球代表性廠商:陸續(xù)布局細(xì)分領(lǐng)域商業(yè)化應(yīng)用全球鈉離子電池市場(chǎng)覆蓋的主要地區(qū)是北美、歐洲、亞太地區(qū)。從具體國(guó)家來(lái)看,全球布局鈉離子電池的國(guó)家主要有美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、中國(guó)、日本、瑞典與澳大利亞等。當(dāng)前,全球市場(chǎng)代表性廠商產(chǎn)品路線初步形成,全球廠商陸續(xù)推進(jìn)鈉離子電池產(chǎn)能建設(shè)以及商業(yè)化應(yīng)用成果轉(zhuǎn)化,其中,英國(guó)Faradion已在2022年布局鈉離子電池光伏電站儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用,瑞典ALTRIS已在鈉離子電池汽車(chē)低壓電源應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步開(kāi)展有關(guān)布局,表明探索鈉離子電池在細(xì)分領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用是當(dāng)前全球鈉離子代表性廠商的主要布局方向。全球鈉離子電池行業(yè)主要企業(yè)產(chǎn)品路線及商業(yè)化進(jìn)展情況目前已實(shí)現(xiàn)與印度IPLTech公司、ICMAustral供應(yīng)訂單,2022年聯(lián)合AceOn將鈉離子電池應(yīng)用于光伏電站儲(chǔ)能/2024年5月與柯銳世鈉離子電池在汽車(chē)低壓電源領(lǐng)域應(yīng)用的聯(lián)合/2024年5月與柯銳世鈉離子電池在汽車(chē)低壓電源領(lǐng)域應(yīng)用的聯(lián)合資料來(lái)源:資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.3.1中國(guó)市場(chǎng)現(xiàn)狀:2023年鈉離子電池實(shí)際出貨量為0.7HWh根據(jù)EVTank的數(shù)據(jù)顯示,2023年中國(guó)鈉離子電池實(shí)際出貨量為0.7GWh,尚未步入規(guī)?;l(fā)展階段。結(jié)合中國(guó)主要電池平均價(jià)格的走勢(shì)來(lái)看,盡管鈉離子電池在潛在生產(chǎn)成本上有所優(yōu)勢(shì),但規(guī)模化效應(yīng)尚未形成等因素,導(dǎo)致鈉離子電池在銷(xiāo)售渠道中價(jià)格優(yōu)勢(shì)并不明顯,總體來(lái)看,我國(guó)鈉離子電池商業(yè)化發(fā)展路徑亟待進(jìn)一步探索。約5.5億元約5.5億元●三元鋰電池磷酸鐵鋰電池鈉離子電池鉛酸電池2.3.2中國(guó)市場(chǎng)現(xiàn)狀:代表性廠商生產(chǎn)有望逐步起量從國(guó)內(nèi)代表性廠商的產(chǎn)線布局情況來(lái)看,鈉離子電池產(chǎn)能建設(shè)逐步進(jìn)入爆發(fā)期,目前已有近20家企業(yè)明確鈉離子電池產(chǎn)能規(guī)劃,部分企業(yè)產(chǎn)能規(guī)劃達(dá)GWh級(jí),并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品下線,表明中國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)逐步進(jìn)入產(chǎn)品量產(chǎn)階段。企業(yè)名稱(chēng)時(shí)間項(xiàng)目狀態(tài)廣東惠州大亞灣科翔8GWh鈉離子儲(chǔ)能電池及相關(guān)產(chǎn)品項(xiàng)資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.3.3政策布局:由地方立項(xiàng)到全國(guó)統(tǒng)籌推進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展重點(diǎn)政策促產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展2023年1月2023年1月,工信部《工業(yè)和信息化部等六部門(mén)關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》加快鈉離子電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系研究2022年3月2022年3月,工信部《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》支持開(kāi)展鈉離子電池關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)2021年8月,國(guó)務(wù)院《對(duì)政協(xié)第十三屆全國(guó)委員會(huì)第四次會(huì)議第4815號(hào)<關(guān)于在我國(guó)大力發(fā)展鈉離子電池的提案>的答復(fù)》中表示大力支持鈉離子電池發(fā)展,加強(qiáng)相關(guān)政策規(guī)劃布局。2021年7月2021年7月,國(guó)家發(fā)改委《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》支持鈉離子電池技術(shù)開(kāi)展規(guī)模化試驗(yàn)示范地方立項(xiàng)支持技術(shù)研究2019年2019年,上海市《2019年度“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”社會(huì)發(fā)展科技領(lǐng)域項(xiàng)目指南》提及支持鈉離子儲(chǔ)能電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及裝置研發(fā)應(yīng)用研究2018年2018年,湖北省滄州市發(fā)布《關(guān)于組織申報(bào)新能源與智能電網(wǎng)裝備、新能源汽車(chē)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、高端裝備制造發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目的通知》支持鈉離子電池的開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化從政策支持來(lái)看,我國(guó)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步于地方項(xiàng)目,目前已進(jìn)入全國(guó)統(tǒng)籌推進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的階段,地方亦針對(duì)性出臺(tái)政策深化布局鈉電核心技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用。全國(guó)重點(diǎn)省市鈉離子電池政策布局情況資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.3.4中國(guó)區(qū)域市場(chǎng)情況:江蘇省現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)模最大從全國(guó)鈉電項(xiàng)目投產(chǎn)區(qū)域分布情況來(lái)看,截至2023年,江蘇省為我國(guó)現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)模最大的省份,產(chǎn)能占據(jù)全國(guó)鈉電現(xiàn)有產(chǎn)能的45%。從2023年中國(guó)各省市鈉電項(xiàng)目投資情況來(lái)看,安徽省以超過(guò)350億元的投資額位列首位,表明安徽省未來(lái)有望在鈉電領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高速發(fā)展。02.3.5國(guó)內(nèi)投融資活動(dòng):鈉電產(chǎn)業(yè)逐步成為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象2018年以來(lái),鈉離子電池產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展成為我國(guó)資本市場(chǎng)關(guān)注的重點(diǎn)之一,創(chuàng)投融資活動(dòng)持續(xù)活躍,投融資事件數(shù)量從2018年的三起上升至2023年的56起,其中,中科海納、零壹肆、珈鈉能源等廠商均為資本市場(chǎng)的重點(diǎn)投資對(duì)象。2018-2024年中國(guó)鈉離子電池投融資事件數(shù)量(起)02024年鈉離子電池代表性投融資事件時(shí)間企業(yè)名稱(chēng)主營(yíng)業(yè)務(wù)融/ 料//2.4.1技術(shù)進(jìn)展:鈉離子電池工藝流程概述鈉離子電池整體工藝流程與鋰電池類(lèi)似,總體分為原材料制備、電極制備、電池裝配、成品檢測(cè)等步驟,其中電極制備為鈉離子電池生產(chǎn)工藝流程的重點(diǎn),涉及生產(chǎn)工藝中的多個(gè)核心環(huán)節(jié)。電極制備電極制備重點(diǎn)環(huán)節(jié)資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.4.2正極材料工藝路線:主要分為四大類(lèi)正極路線主要包括過(guò)渡金屬氧化物、聚陰離子型化合物、普魯士化合物和非晶態(tài)材料四種路線。其中過(guò)渡金屬氧化物和普魯士化合物為企業(yè)生產(chǎn)的重點(diǎn)關(guān)注路線,其中,中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源和Faradion重點(diǎn)關(guān)注過(guò)渡金屬氧化物工藝路線,而寧德時(shí)代、星空鈉電和NatronEnergy等代表廠商則更加側(cè)重于關(guān)注普魯士化合物的工藝路線。鈉離子電池正極材料工藝路線對(duì)比材料說(shuō)明優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)定的空間順序排列的固體,原子排布上表現(xiàn)穩(wěn)定性和耐酸堿性差資料來(lái)源:《鈉離子電池關(guān)鍵電極材料研究進(jìn)展》前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.4.3負(fù)極材料工藝路線:硬碳負(fù)極商業(yè)化進(jìn)展順利鈉離子電池的負(fù)極材料包括金屬化合物、碳基材料、合金材料和非金屬元素。其中,碳基材料因其來(lái)源廣泛、鈉儲(chǔ)存能力強(qiáng),已成為鈉離子電池當(dāng)前負(fù)極材料的重點(diǎn)研發(fā)方向。由于硬碳負(fù)極具有優(yōu)異的快充、高容量性能,目前已成為商業(yè)化進(jìn)展最為順利的負(fù)極材料。鈉離子電池負(fù)極材料工藝路線對(duì)比維度石墨硬碳軟碳高高高資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.4.4電解液工藝路線:溶質(zhì)以鈉鹽為主電解液負(fù)責(zé)離子在正負(fù)極之間的傳輸,對(duì)鈉離子電池的能量密度、循環(huán)壽命和倍率性能產(chǎn)生直接影響,因此在鈉離子生產(chǎn)工藝的改進(jìn)中起到了重要作用。電解液的主要構(gòu)成包括溶質(zhì)、溶劑和添加劑,其中,由于鈉鹽具有良好的離子導(dǎo)電率,因此溶質(zhì)以鈉鹽為主。鈉離子電解液的構(gòu)成劑劑鈉離子電池用鈉鹽主要指標(biāo)分析分類(lèi)分解溫度(℃)溫度℃(質(zhì)量損失%)強(qiáng)酸電導(dǎo)率4資料來(lái)源:《有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展》前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.4.5行業(yè)技術(shù)投入現(xiàn)狀:研發(fā)投入規(guī)模高增2018-2023年期間,中國(guó)鈉離子電池行業(yè)相關(guān)廠商研發(fā)投入規(guī)模呈逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì),并保持較高增速;研發(fā)投入強(qiáng)度呈波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì),2023年,中國(guó)鈉離子電池行業(yè)研發(fā)投入規(guī)模達(dá)557.19億元。研發(fā)人員方面,2023年,中國(guó)鈉離子電池行業(yè)相關(guān)上市企業(yè)平均研發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模達(dá)到1055人,表明中國(guó)鈉離子電池行業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模正進(jìn)一步壯大。2018-2024年中國(guó)鈉離子電池行業(yè)研發(fā)投入現(xiàn)狀(億元,%)2018-2023年中國(guó)鈉離子電池行業(yè)研發(fā)人員情況(人,%)0注:研發(fā)投入力度為行業(yè)上市企業(yè)研發(fā)投入總額,研發(fā)投入強(qiáng)度為行業(yè)研發(fā)投入占營(yíng)業(yè)收入的比重。0研發(fā)人員數(shù)量(人)研發(fā)人員占比(%)注:為通過(guò)鈉離子電池概念股財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理2.4.6科研創(chuàng)新現(xiàn)狀:專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)入爆發(fā)階段根據(jù)incoPat數(shù)據(jù),2011-2024期間,中國(guó)鈉離子電池專(zhuān)利申請(qǐng)及公開(kāi)數(shù)量呈波動(dòng)上升趨勢(shì),2023年,中國(guó)鈉離子電池鈉離子電池專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量為3446項(xiàng),中國(guó)鈉離子電池專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)入爆發(fā)階段;申請(qǐng)機(jī)構(gòu)方面,截至2024年10月,中南大學(xué)為鈉離子電池領(lǐng)域?qū)@暾?qǐng)規(guī)模最大的機(jī)構(gòu),共有410項(xiàng)相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)記錄。0日;廣東邦普循環(huán)科技有限公司及湖南邦普循環(huán)科技有限公司為共同申請(qǐng)人,因此統(tǒng)一作統(tǒng)計(jì)2.5.1動(dòng)力領(lǐng)域場(chǎng)景需求:2029年需求規(guī)模有望突破150億元?jiǎng)恿︻I(lǐng)域,鈉離子電池主要在短距離純電動(dòng)汽車(chē)以及電動(dòng)兩輪車(chē)領(lǐng)域具有較為廣闊的潛在應(yīng)用潛力。2018-2023年期間,我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量呈逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2023年達(dá)668.5萬(wàn)臺(tái),與此同時(shí),兩輪電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量亦呈穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)。隨著鈉離子電池在動(dòng)力領(lǐng)域的滲透率提升,前瞻初步測(cè)算到2029年,中國(guó)動(dòng)力領(lǐng)域鈉離子電池需求前景將達(dá)到38GWh,市場(chǎng)規(guī)模約為152億元。2018-2024年中國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量及增速(萬(wàn)臺(tái),%)2024-2029年中國(guó)動(dòng)力領(lǐng)域鈉離子電池需求前景(GWh,億元)02018-2023年中國(guó)兩輪電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量及增速(50 02.5.2儲(chǔ)能領(lǐng)域場(chǎng)景需求:中短期內(nèi)鈉電儲(chǔ)能規(guī)模有望快速增長(zhǎng)當(dāng)前,儲(chǔ)能領(lǐng)域?yàn)槲覈?guó)鈉離子電池商業(yè)化應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域,2016-2023年期間,中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)投運(yùn)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng),在2021年進(jìn)入快速增長(zhǎng)階段。工信部提出,高性?xún)r(jià)比的鈉離子電池有望成為鋰離子電池的重要補(bǔ)充,尤其是在固定式儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)⒕哂辛己冒l(fā)展前景,綜合來(lái)看,中短期內(nèi)鈉電儲(chǔ)能規(guī)模有望快速增長(zhǎng),前瞻初步統(tǒng)計(jì)到2029年,中國(guó)鈉電儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模將接近2500MWh。2016-2023年中國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)已投運(yùn)9080706050403020050%86.545%45%40%35%30%25%20%15%10%5%86.50%20162017201820192020202120222023已投運(yùn)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模(GW)同比增長(zhǎng)(%)02.6.1重點(diǎn)企業(yè)布局:中科海納公司聚焦新一代儲(chǔ)能體系-鈉離子電池研發(fā)與生產(chǎn),重點(diǎn)產(chǎn)品為低成本、長(zhǎng)壽命、高安全、高能量密度的鈉離子電池產(chǎn)品,潛在應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋低速電動(dòng)車(chē)、規(guī)模儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)、國(guó)家安全等,同時(shí),公司具備供應(yīng)鈉離子電池正負(fù)極材料與電解液產(chǎn)品的能力。企業(yè)產(chǎn)品布局產(chǎn)品類(lèi)別產(chǎn)品類(lèi)別型號(hào)應(yīng)用領(lǐng)域鈉離子圓柱電池NaCR26650、產(chǎn)品體系性能指標(biāo)路線優(yōu)勢(shì)路線缺陷發(fā)展方向企業(yè)技術(shù)路線成本優(yōu)勢(shì)不明顯,有機(jī)體系存在2.6.2重點(diǎn)企業(yè)布局:寧德時(shí)代公司是全球領(lǐng)先的新能源創(chuàng)新科技公司,在電池材料、電池系統(tǒng)、電池回收等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵領(lǐng)域擁有核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)及前瞻性研發(fā)布局,公司于2023年底實(shí)現(xiàn)了第一代產(chǎn)品的量產(chǎn),目前正推進(jìn)第二代產(chǎn)品開(kāi)發(fā),著力推動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化,發(fā)揮特定應(yīng)用場(chǎng)景使用優(yōu)勢(shì)。企業(yè)鈉離子電池商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程寧德時(shí)代披露公司正在開(kāi)發(fā)能量密度為200Wh/kg寧德時(shí)代鈉離子電池首發(fā)落地奇瑞車(chē)型。同時(shí),奇寧德時(shí)代通過(guò)首創(chuàng)的AB電池系統(tǒng)集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)鈉鋰混搭,提高電池系統(tǒng)的能量密度,使鈉離子電池寧德時(shí)代發(fā)布其第一代鈉離子電池產(chǎn)品,一代電池產(chǎn)品體系性能指標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展方向企業(yè)技術(shù)路線率側(cè)重鈉電池在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用,提升鈉2.6.3重點(diǎn)企業(yè)布局:鈉創(chuàng)新能源公司側(cè)重于鈉離子電池材料的研發(fā)與生產(chǎn),公司的正極材料及其電解液已經(jīng)在寧德時(shí)代、比亞迪、中興派能、南都電源、猛獅科技、捷威動(dòng)力、維科技術(shù)、超威科技、天能電池等20多家電池制造企業(yè)進(jìn)行驗(yàn)證,公司的圓柱型、軟包型鈉離子電池的性能已經(jīng)達(dá)到家用儲(chǔ)能、微型電動(dòng)車(chē)、移動(dòng)基站應(yīng)用要求。企業(yè)正極材料產(chǎn)品布局域產(chǎn)品體系產(chǎn)能布局發(fā)展現(xiàn)狀企業(yè)技術(shù)路線鐵酸鈉基正極材料濕法合成工藝路線子電池正極材料最大的生產(chǎn)基地之一料的性能優(yōu)化,提出了多功能改性策略,進(jìn)一步增強(qiáng)正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性3.1.1成本挑戰(zhàn):當(dāng)前鈉電生產(chǎn)成本與理論成本仍存巨大差距盡管鈉離子電池的原材料成本相對(duì)較低,但目前鈉離子電池理論成本優(yōu)勢(shì)尚未體現(xiàn)出來(lái),出貨量及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展不及預(yù)期。當(dāng)電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格在20元/Wh以下時(shí),鈉離子電池目前的平均生產(chǎn)成本仍在三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池等競(jìng)品之上。2023年鈉離子、鋰離子、鉛酸電池生產(chǎn)成本對(duì)比(元/Wh)本:0.3-0.4元/Wh本:0.3-0.4元/Wh三元鋰電池磷酸鐵鋰電池鉛酸電池鈉離子電池電池級(jí)碳酸鋰均價(jià)與鋰離子電池均價(jià)走勢(shì)對(duì)比(萬(wàn)元/噸,元/Wh)2021.62022.12022.62三元鋰電池(元/Wh)磷酸鐵鋰電池(元/Wh))(3.1.2性能挑戰(zhàn):能量密度等性能與鋰電池存在差距鈉離子的離子半徑比鋰離子大,且鈉的相對(duì)質(zhì)量比鋰大,導(dǎo)致鈉離子電池在能量密度上存在天然劣勢(shì)。意味著在相同體積或重量的情況下,鈉電池儲(chǔ)存的能量要比鋰電池少。對(duì)動(dòng)力領(lǐng)域而言,直接關(guān)系到電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程;對(duì)于儲(chǔ)能領(lǐng)域而言,則關(guān)系到系統(tǒng)單位體積內(nèi)的儲(chǔ)能容量和效率。<自身元素特性限制低,體積膨脹較大鈉離子電池的(體積/質(zhì)量)能量密度低鈉、鋰電池能量密度對(duì)比(W·h/kg)資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理3.1.3配套挑戰(zhàn):產(chǎn)業(yè)鏈體系仍在逐步構(gòu)建中目前,鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈體系建設(shè)仍在推進(jìn)中,面臨材料供應(yīng)不穩(wěn)定、缺乏標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)備、缺乏適配電子元器件、產(chǎn)品測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題,給鈉離子電池規(guī)?;a(chǎn)與應(yīng)用帶來(lái)更高的壁壘與挑戰(zhàn)。缺乏標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)設(shè)備缺乏適配的電子元器件未形成穩(wěn)定的材料供應(yīng)鏈產(chǎn)品測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理3.1.4應(yīng)用挑戰(zhàn):競(jìng)爭(zhēng)地位被動(dòng),市場(chǎng)化路徑亟待探索鈉離子電池作為一種新興技術(shù),在技術(shù)成熟度與市場(chǎng)認(rèn)可度方面均存在不足,這直接導(dǎo)致了其在市場(chǎng)應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)中處于被動(dòng)地位。碳酸鋰價(jià)格回落時(shí),企業(yè)和資本布局的熱情或?qū)⑾?,給鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展帶來(lái)更大挑戰(zhàn)。當(dāng)前鈉離子電池的技術(shù)路線尚處于探索階段,量產(chǎn)產(chǎn)品的正負(fù)極材料及電解液組合形式多樣,各大生產(chǎn)商的技術(shù)方案呈現(xiàn)“百家爭(zhēng)鳴”的局面,尚未有一種技術(shù)方案展現(xiàn)出明顯的“主導(dǎo)”地位。正由于能量密度等性能的差距,導(dǎo)致鈉離子電池的應(yīng)用空間受碳酸鋰價(jià)格波動(dòng)的影響較大。當(dāng)碳酸鋰價(jià)格回落時(shí),鈉電池的“性?xún)r(jià)比”優(yōu)勢(shì)便迅速減弱,再加上技術(shù)進(jìn)展不如預(yù)期,企業(yè)和資本對(duì)鈉電池的熱情正由于能量密度等性能的差距,導(dǎo)致鈉離子電池的應(yīng)用空間受碳酸鋰價(jià)格波動(dòng)的影響較大。當(dāng)碳酸鋰價(jià)格回落時(shí),鈉電池的“性?xún)r(jià)比”優(yōu)勢(shì)便迅速減弱,再加上技術(shù)進(jìn)展不如預(yù)期,企業(yè)和資本對(duì)鈉電池的熱情便會(huì)降溫,導(dǎo)致鈉離子電池應(yīng)用在與鋰離子電池的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中較為被動(dòng)。資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理3.2.1應(yīng)對(duì)策略:技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新,生產(chǎn)工藝優(yōu)化針對(duì)鈉離子電池在制備成本、電池性能、材料供應(yīng)等方面的挑戰(zhàn),最主要的應(yīng)對(duì)策略是依托國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、高校院所、整車(chē)企業(yè)等,實(shí)現(xiàn)技術(shù)研發(fā)瓶頸的突破,關(guān)鍵在于正負(fù)極材料、電解液的研發(fā)創(chuàng)新,以及生產(chǎn)工藝的優(yōu)化。提高能量密度重點(diǎn)通過(guò)研究高性能的鈉離子電池關(guān)鍵電極材料,使用具有較高理論比容量的提高能量密度重點(diǎn)通過(guò)研究高性能的鈉離子電池關(guān)鍵電極材料,使用具有較高理論比容量的金屬鈉作為負(fù)極,提高電池包成組效率等方式,提高鈉離子電池能量密度。延長(zhǎng)循環(huán)壽命重點(diǎn)通過(guò)固相法制備富鈉正極材料,采用硬碳作為鈉離子電池的負(fù)極延長(zhǎng)循環(huán)壽命重點(diǎn)通過(guò)固相法制備富鈉正極材料,采用硬碳作為鈉離子電池的負(fù)極提高熱穩(wěn)定性重點(diǎn)通過(guò)優(yōu)化電解液的材料和配方,探索在有機(jī)溶劑中具有良好溶解性提高熱穩(wěn)定性重點(diǎn)通過(guò)優(yōu)化電解液的材料和配方,探索在有機(jī)溶劑中具有良好溶解性的非氟化鹽以及固態(tài)電解質(zhì)的路徑,提高鈉電池降低制備成本重點(diǎn)通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率以及開(kāi)發(fā)低成本的材料,實(shí)現(xiàn)規(guī)?;档椭苽涑杀局攸c(diǎn)通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率以及開(kāi)發(fā)低成本的材料,實(shí)現(xiàn)規(guī)?;Y料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理3.2.2應(yīng)對(duì)策略:完善產(chǎn)業(yè)配套,推動(dòng)應(yīng)用拓展同時(shí),需要國(guó)家持續(xù)重點(diǎn)支持,將政府和市場(chǎng)的作用有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)協(xié)同與配套完善,建立標(biāo)準(zhǔn)體系,推動(dòng)產(chǎn)品應(yīng)用示范,提升社會(huì)認(rèn)知度。加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的合作,加快形成穩(wěn)支持鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)設(shè)備、適配電子元資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理4.1技術(shù)研發(fā)趨勢(shì):致力于實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)性能與成本的均衡提升根據(jù)碳酸鋰的歷史價(jià)格走勢(shì),未來(lái)兩三年仍將是鋰價(jià)的低價(jià)周期,期間鈉離子電池難以取得成本優(yōu)勢(shì)。然而,這也正是鈉離子電池練‘內(nèi)功’的發(fā)展窗口期。推動(dòng)低成本、高密度、長(zhǎng)壽命、高穩(wěn)定鈉離子電池技術(shù)研發(fā),必然是未來(lái)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的長(zhǎng)期攻關(guān)方向。的三大主流鈉離子電池正極方案,三者各有優(yōu)劣勢(shì)。但由于層比容量(決定電池能量密度)上的額顯著優(yōu)勢(shì),其被認(rèn)為是正極材料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)鈉機(jī)制大幅提升比容量,是解決鈉離子電池鈉元素和鋰元素的自身結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)差異,鈉離子固態(tài)電解質(zhì)的?AI?AI技術(shù)應(yīng)用:通過(guò)AI技術(shù)賦能鈉離子電池材料開(kāi)發(fā)和資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《鈉離子電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用現(xiàn)在與未來(lái)——從技術(shù)出發(fā),前瞻產(chǎn)業(yè)未來(lái)》4.2.1應(yīng)用場(chǎng)景趨勢(shì):儲(chǔ)能電站領(lǐng)域鈉電項(xiàng)目已逐步落地隨著中國(guó)鈉離子電池投產(chǎn)逐步上量,中國(guó)鈉離子電池儲(chǔ)能電站項(xiàng)目逐步落地,在儲(chǔ)能領(lǐng)域率先對(duì)鋰電實(shí)現(xiàn)了替代,亦表明鈉離子電池儲(chǔ)能為當(dāng)前我國(guó)鈉離子電池應(yīng)用的核心領(lǐng)域。大唐湖北100兆瓦/200兆廣西南寧全球首個(gè)10MWh廣西南寧全球首個(gè)10MWh鈉離子電池電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站項(xiàng)目科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目江蘇溧陽(yáng)全球首座江蘇溧陽(yáng)全球首座100千瓦時(shí)鈉離子電池儲(chǔ)能電站項(xiàng)目微網(wǎng)系統(tǒng)項(xiàng)目微網(wǎng)系統(tǒng)項(xiàng)目資料來(lái)源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理鈉離子電池在-40℃至80℃之間可正常工作,具備良好的寬溫特性。在-20’C的溫度下,部分鈉離子電池產(chǎn)品的容量保持率接近90%,而磷酸鐵鋰電池和鉛酸電池僅能達(dá)到70%和48%?;阝c離子電池在低溫環(huán)境下展現(xiàn)的卓越性能,使其有望成為推動(dòng)新能源交通工具在氣候寒冷地區(qū)進(jìn)一步應(yīng)用普及的關(guān)鍵因素。高功率鈉離子電池高低溫充放電性能鈉離子電池與其他電池-20℃容量保持率對(duì)比磷酸鐵鋰電池鉛酸電池鈉離子電池資料來(lái)源:《高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析》《極地超低溫環(huán)境下磷酸鐵鋰電池容量估計(jì)》等前瞻產(chǎn)業(yè)研究院整理特定應(yīng)用場(chǎng)景4.2.3應(yīng)用場(chǎng)景趨勢(shì):更多細(xì)

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