1 研发突破+需求倒逼，构建钠电发展核心驱动力
钠离子电池与锂离子电池工作原理相同，即在充放电过程中，锂离子在正、负极之间 往返嵌入/脱嵌和插入/脱插，也被称为“摇椅电池”。 锂离子电池主要依靠锂离子在正极 和负极之间移动来工作，使用嵌入的锂化合物作为正极材料。钠离子电池的工作原理是： 充电时，Na+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。
1.1 万事俱备：研发突破底层创新
1.1.1 20 年滞后期，钠离子电池产业化大势所趋
以锂离子电池发展路径为参考，复盘钠离子电池发展之路，可以发现钠离子的发展可 以分为五个时期：萌芽期（1970s-1980s）、停滞期（1980s-2000s）、复苏期（2000s2010s）、成长期（2010s-2020s）、爆发期（2020s-）。
（一）萌芽期：钠离子电池和锂电池的研发均起源于上世纪 70 年代，几乎是同步展开 研究，并同步提出适用于正极的材料。1979 年，法国 Armand 提出“摇椅电池”概念。起初 锂、钠金属作为电池负极、TiS2 作为正极，随着技术的逐步发展，嵌入化合物替代金属负 极有效解决了锂枝晶的生长问题，层状金属氧化物代替 TiS2 有效提升了开路电压和电化 学可逆性，大幅改善电池容量和循环性能，至此锂钠处于同一起跑线。
（二）停滞期：1981 年，石墨储锂机制被发现，并以此为负极开发出摇椅式锂离子电 池，锂离子电池实现核心技术突破。然而钠离子相较于锂离子半径更大，无法有效嵌入脱 出石墨，负极材料储钠能力欠缺，对钠离子电池的研究陷入停滞。这一时间点成为两类电 池发展的转折点，随着 1991 年 Sony 首次实现锂离子电池的商业化，两者的发展差异进一 步扩大。在 20 世纪 80 年代到 21 世纪初，钠离子电池的研究投入大幅度降低，逐渐淡出人 们的视野。
（三）复苏期：20 世纪初，适用于钠离子电池的硬碳负极材料终于被开发，打破钠离 子电池发展瓶颈，钠离子电池进入缓慢复苏期。但随着 2006 年 ET(Energy Technology)的铺 开，电动汽车需求高涨，具有适合电压高、能量密度大等汽车用二次电池性能的锂离子电 池发展如火如荼，替代需求不足，钠离子电池性能也深受诟病，关注度低。
（四）成长期：2011 年，全球首家钠离子电池公司英国 Faradion 建立，日本 Komaba 等也首次报道 NaNi0.5Mn0.5O2 || 硬碳全电池性能，钠离子电池开始商业化之路。锂离子电 池研究和产业链趋于成熟，人们对锂资源的担忧日渐突出，钠离子开始集中研发。在这十 年的时间内，美国 Goodenough 等提出普鲁士白正极，中科院物理所胡胜勇等首次提出低 成本煤基无定型碳负极材料，研发开始大跨步向实际应用迈进。到了 2017 年，中科海乃承 袭中科院物理研究所成果，正式成立，相继将钠离子电池应用于电动自行车、电动汽车和 储能电站领域，钠离子电池应用蓝海逐步铺开。
（五）爆发期：锂离子电池成本激增，锂资源供需矛盾成为新的发展痛点，寻求技术 补充或技术替代成为锂电池发展的必经之路。与此同时，钠离子电池新技术成熟度的提高 以及应用场景逐步完善，兼之龙头电池企业的头部带动效应，钠离子电池进入产业爆发 期。目前锂电 know-how 进入瓶颈期，从整体性调整进入系统性微调。伴随着储能项目的 布局展开，钠离子电池开始产业化之路，有望在 5 年内迎来产能爆发。
对比锂离子电池发展之路，钠离子电池发展呈现出明显的“20 年滞后期”规律。在负 极材料这一关键技术突破方面，锂电池出现于 1981 年，钠离子电池滞后 20 年，在 2001 年 首次研发成功；在商业化方面，1991 年锂离子电池开启商业化进程，2021 年全球首家钠离 子电池公司成立，相较于锂离子电池滞后 20 年；在产业化爆发方面，2006 年锂离子电池 伴随着 ET 革命，乘电动汽车东风而起，如今随着低碳时代的到来和储能电池的行业产能 释放，钠离子电池产业化大势所趋。
钠离子电池的生产工艺与锂离子电池趋同，技术可复刻，设备可迁移，钠离子产业化 时间有望进一步提前。钠离子电池生产工序主要包括极片制作（搅拌、涂布、辊压、分 切）、电芯制作（卷绕/叠片、焊接、封装、注液）和电化学过程（预化、化成分容），整体 生产工艺与锂离子电池类似，仅在负极集流体上换用铝箔以及原材料调整。锂离子电池经过多年的技术积累，在生产方面积累了深厚的技术经验。对于现有的锂电企业来说，从锂 电到钠电的转折不是整体公司生产线的调整，而是基于原料的变化所进行的适应性改变， 产线可迅速切换，技术迁移路径短，钠离子电池的生产壁垒近乎没有。
锂离子电池到钠离子电池的技术更迭有望实现互为补充的 win-win 格局。从锂电到钠 电，后发优势可一定程度规避风险，产业化可借鉴锂电体系经验，一旦钠电材料端实现实 质性的研发突破，有望迅速地进入生产环节，实现商业化路径。
1.1.2 路径选择：原材料端创新突破
材料端技术突破，打破钠离子电池技术壁垒。不管是哪一种电池体系，材料的进步决 定电池的进步。钠离子的主要电池组成材料于锂离子类似，均包括正极材料、负极材料、 集流体、隔膜、添加剂、电解液等基本单元，具体来讲，钠离子电池和锂离子电池的电解 液、隔膜等变化不大，正负极材料形成核心壁垒，集流体变化带来铝箔的需求增长。
现在的钠离子电池正极材料基本上是三种类型：金属氧化物、普鲁士蓝类、聚阴离子 型化合物。目前这三种体系各有所长，层状氧化物技术成熟，普鲁士蓝类化合物成本低， 聚阴离子型化合物功率密度高，适用于高功率输出设备需求。综合来看，聚阴离子型材料 的整体性能更具优势。其中，磷酸钒锰钠正极材料技术在材料升级方面潜力大，未来发展 前景大：可引入电负性大的 F 元素取代，提升工作电压和能量密度；增大 Mn 含量或引入Cu，Fe 等进一步降低钒含量，降低成本。相比层状金属氧化物和普鲁士蓝正极材料，磷酸 钒锰钠正极材料技术料倍率性能更高，循环寿命更长，电芯制备工艺更简单。
与锂离子电池一样，钠离子电池的负极材料同样是碳材料，主要分为硬碳和软碳。软 碳成本比较低但是它的性能不足，现在软碳技术尚在进一步改进提升，硬碳技术探索已经 初见成效。可以说，生物质基硬碳最具优势，但行业尚处于发展初期，个别企业具备技术 优势。添加剂配方是提升循环寿命的关键，钠电高碱度+高电压更加考验钝化膜的稳定性， Know-How 壁垒高于锂电池。 钠离子电池的电解质与锂电池相似，包括水系、有机系和固态三类，一般情况下，液 体电解质的离子电导率高于固体电解质，因为它们具有较好的流动性，有利于钠离子的快 速迁移。目前常见钠盐有：NaPF6（六氟磷酸钠）电化学稳定性优于六氟磷酸锂，在 PC 基（碳酸丙烯酯）电解液中导电率最高；NaCIO4 则拥有离子迁移速度快、兼容性好、成本 低等优势，但其含水量高、易爆炸和高毒性等不足影响其实际应用。目前电解质 NaPF6 是钠离子电池电解液的核心，合成方法与锂离子电池电解液相似，天赐材料和多氟多均掌 握了钠盐的核心工艺。 集流体方面，钠在常温下不与铝发生合金反映，因此钠离子电池的正负极均可采用铝 箔作为集流体，可以进一步降低钠离子电池的成本。
1.2 东风已至：价增量减需求倒逼
1.2.1 企业端承压：短期内碳酸锂供需矛盾难改
全球锂资源处于供需紧平衡的状态，电池级碳酸锂价格已高达 56.45 万元/吨（截止 22 年 12 月 7 日），自 2021 年下半年到 2022 年上半年增速达到 433%。相比之下，碳酸钠提 钠简单，供给充足，价格稳定低廉，价格仅为 2650 元/吨（轻质纯碱，截止 22 年 12 月 7 日），是碳酸锂价格的 0.47%。
锂资源紧平衡预计长期维持，电动车产业发展带来的锂需求激增或将导致锂供应焦虑 长期存在。根据 Wood Mackenzie 的预测数据，受益于电动车行业的高速发展，全球锂需 求量将在 2030 年增至 200 万吨 LCE（碳酸锂当量）以上，至 2035 年增至 300 万吨 LCE。受益于价格上行，锂的供应量同样呈现快速增长的趋势，但若基于全球已投产和已 见规划的锂项目进行预测，长期来看锂行业会面临严重的供给短缺。在汽车电动化的浪潮 中，锂原料的供应将成为产业链面临的挑战之一，在电动车电池发展路径不发生变化的情 形下，锂资源焦虑可能长期存在。
锂价上涨增加动力电池企业成本，电池企业承压。对比 2021h1 与 2022h1 磷酸铁锂电 池电芯成本价格，正极材料磷酸铁锂价格从 0.11 元/Wh 上涨到 0.31 元/Wh，同比上涨 195%，带动电芯材料总成本从 0.35 元/Wh 上涨到 0.55 元/Wh，同比上涨 60%。2022h1 磷 酸铁锂价格占比达到 56%，较 2021 年 h1 同比上涨 26pct。同时从电池价值链的利用率来看，2025 年，负极材料和集流体利用率将持续收紧，材料端的压力不减，从材料端来进行 技术改进和创新，将成为锂电池降本的核心路径。
1.2.2 政府端承压：锂电进口依赖危及能源安全
全球锂资源分布不均，中国对于锂电原材料对外依赖程度超 60%，存在卡脖子风险。 锂精矿产能集中于智利和西澳，由于矿业体系成熟、资源禀赋优越、至中国运输便利，目 前仍为全球锂辉石矿供应主力。根据 USGS 统计，目前全球已探明锂资源 8900 万吨，我国 已探明锂资源量 510 万吨，仅占比 5.7%，全球锂资源储量 2200 万吨，中国只有 150 万 吨，仅占比 6.8%。我国锂资源品质和外部开发条件较差，导致开发难度大、成本高，供应 能力较弱。从进口情况来看，截止到 2022 上半年，中国锂资源（氢氧化锂）进口依赖超 60%。
相比而言，钠储量丰富，原料价格低，地壳丰度高，供应链更加安全，这也是钠 离子电池可以广泛使用的最大优势。钠与锂处于同一主族，具有相似物理化学性质。 地壳中含有 2.27% 的钠，使其成为地球上第七大最丰富的元素和第五大最丰富的金 属，仅次于铝、铁、钙和镁，领先于钾。钠分布于全球各地，完全不受资源和地域的 限制，所以钠离子电池相比锂离子电池有非常大的资源优势。
钠离子电池相关政策陆续出台，行业标准制定在即，进一步促进钠离子电池产业 化。受益于全球范围内 汽车电动化浪潮，锂作为关键原料，战略价值不断凸显。“十 四五”规划明确提出，研发储备钠离子电池高能量密度储能技术。发改委进一步明确 相关目标：到 2025 年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达 3000 万千 瓦以上，加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范。政府逐步开始重视钠离子技 术，并将其作为储能领域的重要研究示范，将推动钠离子电池全面商业化。2022 年 7 月，我国 首批钠离子行业标准制定在即，工信部联合宁德时代等，将进一步推动钠离子产业的规范化。
2 优势突出+场景布局，夯实钠电发展底层竞争力
2.1 多重优势：安全性突出+降本优势
钠离子电池的电极材料具有优异的热稳定性和更优的低温性能，对于极端气候拥有更 好的适应性，安全性高于锂电池。根据最新研究，已经制备的钠离子电池具有宽工作温度 范围：-70-100℃，在-70℃的情况下该电池仍可提供 70.19%的室温容量，在 100℃的情况 下仍能正常工作。锂离子电池在寒冷的环境下容易活性降低，比容量大幅度下降。钠离子 电池中的所有关键部件，包括电解质、阴极和阳极，都设计成适应宽温度窗口，即处理高 固有离子扩散系数以补偿损失低温，并具有出色的热稳定性以防止高温下的放热反应。
钠离子电池稳定性更高，更不易出现热失控等情况。钠离子电池在过充、过放、短 路、针刺等测试中不起火、不爆炸。钠离子电池热失控温度更高，在高温环境下容易因为 钝化、氧化而不自燃。钠盐电解质的电化学窗口较大，电解质在参与反应的过程中分解的 可能性更低，电池系统稳定性更高。钠离子电池化学允许在阳极使用金属 Al 作为集流体， 能有效避免石墨基锂离子电池的过放电问题。且钠离子电池的内阻比锂电池高，所以其在 短路的情况下瞬时发热量少，温升较低，热失控温度高于锂电池，具备更高的安全性。
根据中科海纳估计，Cu-Fn-Mn 基钠离子电池原材料成本相对磷酸铁锂/石墨体系将降 低 30%-40%。在当前高锂电背景下，随着产业化的展开，电解液、硬碳、普鲁士蓝等原 材料供应一致性和稳定性有望获得提高，成本效应将逐步凸显。
从成本组成来看，钠离子电池的降本效应主要体现在正极材料和负极集流体方面，针 对目前高涨的锂价和铜价“对症下药”。 （一）在正极材料方面：以磷酸铁锂和 Na-Cu-Fe-Mn-O 层状正极为例，截至 2022 年 底，磷酸铁锂约 17.4 万元／吨，而层状小批量拿货售价 11-12 万/吨，大批量 7-9 万/吨，上 规模后有望到 5-6 万/吨。同时普鲁士蓝路线理论性能天花版较高，美联&七彩、百合花“送 样-验证”过程仍在持续进行中，对标颜料级 2.5 万/吨售价，降本潜力大。钠离子正极材料 不需要用钴、镍等元素，进一步扩大了成本方面的优势。 （二）在负极集流体方面：锂电池采用铜箔作为集流体，钠离子电池可使用价格更低 的铝箔作为负极集流体。长周期看，近五年铜价和铝价二者价差基本稳定在 30000-40000 元／吨以上。
根据现有的公开数据对钠离子电池成本进行测算，对标 2022 年底磷酸铁锂电池成 本，发现初步量产之后有望实现降本 10.60%，规模化效应下有望达到近 30%的降本效 应。由于正极、负极等原材料尚未形成市场规模，多数企业选择自供，供应链还不成熟， 价格短暂处于高位。结合 2022 年 11 月 29 日召开的钠电池产业链与标准发展论坛公布数 据，通过我们测算，钠电当前小试、中试成本在 0.8-1 元/Wh 范围内波动，预计产业链配套 初步形成后，成本有望下降到 0.5-0.6 元/Wh，中长期进一步下探 0.4-0.5 元/Wh。
2.2 场景布局：铅酸电池替代+A00 电动汽车+储能
钠离子的主要劣势体现在能量密度方面，相较于磷酸铁锂电池 200~350Wh/kg 的能量 密度，钠离子电池能量密度偏低。目前，宁德时代公布的钠离子电池，下一代钠离子电池 能量密度将突破 200Wh／kg，已接近磷酸铁锂电池，随着储钠技术的进一步发展，差距有 望减少。 对照钠离子的使用性能与当前各行业的要求，可以发现在储能和铅酸电池领域适配。 对比来看，汽车和个人电子产品对于能量密度的要求较高，同时个人电子产品迭代偏快， 相对而言对于电池的循环寿命要求没有那么严格。在储能和铅酸电池替代领域，对于能量 密度的要求偏低，成本敏感性较强，与钠离子电池的特性相对适配。
根据不同场景对于性价比的敏感程度，钠离子电池预计未来首先取代铅酸电池，率先 实现电动自行车、低速电动车、备用电源和起动电池的无铅化；标准化程度提高之后，有 望实现 A00 级电动汽车的有效应用；规模化效应展开之后，各级市场成熟，降本效应更加 突出，在储能市场有望进一步提高渗透率。
2.2.1 铅酸电池：有望成为钠离子电池的先导主战场
铅酸电池替代环节有望成为钠离子电池规模化生产的孵化场，最先实现钠离子电池的 产业赋能。 铅酸电池由于其安全稳定、性价比高等优点在电池领域占据较高的市场份额。按照应 用领域划分，我国的铅酸蓄电池主要可分为备用电源电池、储能电池、起动电池和动力电 池四大类。备用电源电池是主要用于通讯备用电源、不间断电源(UPS)、应急照明电源及其 他备用电源的蓄电池，占比 8%。储能电池指适用于供太阳能发电设备和风力发电机以及 其他可再生能源的储能用蓄电池，占比 6%。起动电池是主要应用于汽车、摩托车、燃油 发动机起动、点火和照明的蓄电池，占比最高，达到 45%。动力电池主要应用于电动自行 车、电动特种车(电动游览车、高尔夫车、巡警车、叉车等)、低速电动乘用车、混合电动 车等电动车辆作为动力，占比 28%。
然而，从铅酸蓄电池企业数量和进出口情况来看，铅酸蓄电池已经释放出替代信号。 随着近几年对铅酸蓄电池环保核查的逐步加大，加上其市场空间逐步被锂离子电池等新型 电池技术取代，铅酸蓄电池企业数量保持逐年下降的趋势，中国铅酸蓄电池生产企业已经 由 2010 年的 1500 家左右下降到 2021 年的 110 家左右，且大量企业处于停产或整顿状态。 同时，铅酸蓄电池的进出口量总体呈下降趋势，根据中国海关数据显示，近年来，我国铅 酸蓄电池进口量整体呈下降趋势，2018 年中国铅酸蓄电池进口数量为 1094 万个，为近年 来最大值，2021 相较于 2018 年铅酸电池进口数量下降近 50%。
从三种电池的性能对比来看，钠离子电池相较于磷酸铁锂和三元锂电池各有优劣，相 对于铅酸电池来说，实现全方位性能优化。主要性能方面，钠离子电池相对于铅酸电池实 现 3 倍能量密度提升，铅酸电池的循环寿命远不及钠离子电池，铅酸电池的低温性能、安 全性、环保性、快充性能偏差，且二者原料成本相当，具有性价比优势。
（1）从消费端来说，消费者对于循坏寿命和性价比优势敏感。按照三天充一次电来 看，500-1000 次对应的循环寿命在 4~5 年，2000 次的循环寿命可以达到 15 年左右，同时 使用寿命的延长也会减少电池更换成本。而且相较于铅酸电池而言，钠离子电池常温充电 15min，电量 80%以上，有望在低速电动汽车和电动自行车等方面迅速得到认可。
（2）从生产端来看，铅酸蓄电池含大量的重金属铅以及酸性物质。在生产或回收环节 渗入环境的铅及其化合物，一旦进入人体后，可能对神经、造血、消化、肾脏、心血管和 内分泌等多个系统造成危害，甚至引起严重的铅中毒。在电池的生产过程中，废烟、废 尘、废水等污染形式贯穿于生产流程始终，特别是铅粉制造－板栅铸造－极板制造－极板 化成环节，受制于现有工艺，必然产生大量酸性含铅污水、铅尘、铅渣、铅烟、酸雾，极 板化成还是耗电量最大的工序，分片与刷片废品率高，工序重复率高，造成的污染大。随 着低碳时代的到来，钠离子电池将成为铅酸电池的最佳替代品。
铅酸蓄电池的替代趋势相对明确，实际上，在钠离子电池提出之前，磷酸锂电池已经 对铅酸电池进行了一定程度的替代，初期市场将主要由磷酸铁锂电池和钠离子电池瓜分， 随着钠电的成本效应进一步铺开，钠离子电池有望成为铅酸电池的主要替代品。
2.2.2 A00 车场景：高价格敏感度带来钠电需求
在 2021 年，中国 A00 级电动车的销量为 89.02 万辆，在新能源车的渗透率为 27.04%，2022 年 1-11 月的 A00 级电动车销量为 125 万辆，渗透率下降至 21.77%。A00 级 车型的用户是成本敏感性，锂电池成本的上涨影响了销量，动力电池方面，用 A00 级别车 型跑量，是过去多年中国新能源汽车发展的基础环节。由于电池及各种零部件成本大涨 （原材料包含金属和石油衍生工业品价格上涨），挤压了 A00 级电动车型的生存空间。在 供给端意愿受影响的情况下，调整的手段主要是通过对整车售价进行大幅调整，这将直接 导致需求减弱。从成本端进行调控成为车企的主要需求。
在能量密度和续航里程方面，钠电池已经能够满足目前 A00 级电动车用户。从生产车 型电池系统能量密度来看，A00 级新能源乘用车在产车型电池系统能量密度主要集中在 140（含）-160Wh/kg，125（含）-140Wh/kg 占比 41.6%，160Wh/kg 及以上占比为 0.1%。 从生产车型续航里程来看，A00 级新能源乘用车在产车型续航里程主要集中在 250km 以 下，250km-400km 区间占比 4%，400km 以上占比为零。目前的钠离子电池已经能完全满 足 A00 级电动车的搭载要求。
A00 电动车的生产企业对于成本的敏感性较高，钠电池的应用具备一定优势。对于价 格比较敏感的商品，价格下降所带来的波动对于销量会形成较大的弹性，而钠离子电池远 期来看成本相对于锂电池一定更为便宜，产业化进展顺利的话在 2025 年就会形成 20%~30%的价格优势，对于下游客户来说会形成非常大的吸引力。更远一些来说，对于部 分装载钠离子电池的 A0 级汽车车型，会形成一定的降本空间，缩小与原搭载锂电池的 A00 级汽车的价差，对于搭载锂电池的 A0 级汽车会形成替代效应。
2.2.3 储能场景：锂离子+钠离子方案有望成为最优解
储能市场前景广阔，发展迅速。储能技术正在成为许多国家实现碳中和目标的关键技 术之一。2021 年，全球新增运营电力储能项目装机容量总计 18.3GW，同比增长 185%，其 中新增储能占比最大，为 10.2GW，首次超过 10GW，是 2020 年的 2.2 倍，同比增长 117%。 2022 年全球储能市场延续 2021 年的高速增长态势，欧美、中国等主要市场多点开 花，钠离子电池目前占储能项目的 0.24%。根据 CNESA 全球储能数据库的统计。截至 2021 年底，全球运营电力储能项目总计 209.4GW，同比增长 9%。抽水蓄能占比首次低于 90%，同比下降 4.1 个百分点。其次是新能源存储，为 25.4GW，同比增长 67.7%，其中锂 离子电池在新能源存储中占比最大，市场份额超过 90%；钠离子电池目前处于较小份额， 仅占比 2.0%，可拓展空间大。
高低温性能、长循环、高安全和低成本是下一代产品储能产品重要方向。2022 年储能 锂电池的下游应用痛点集中在以下几点：（1）电池和系统成本仍旧偏高，项目财务收益性 受打压；（2）循环次数虚标，相当部分大储电池在实际循环 6000 次后即无法正常使用，与 标榜的 8000 次甚至 10000 次差距明显，导致全生命周期度电成本是抽水蓄能的 2-3 倍； （3）起火爆炸事件难杜绝，无法实现本质安全。在此背景下，高低温性能、长循环、高 安全和低成本已成为下一代产品技术创新的重要方向，从不同的储能场景来看，钠离子电 池满足电力储能、通信储能、户用家储的场景和新要求。
从成本端来看，对比几种新能源电池的储能效应，可以发现磷酸铁锂电池与钠离子电 池的成本效益最高，边际效应不高。具体来看：铅蓄电池储能容量过小，虽然具有一定投 资成本优势，但是相较而言后期维护成本偏高，循环次数低，度电成本在 0.9~1.3 元之间； 磷酸铁锂电池与三元锂电池在前期投资成本较高，磷酸铁锂相对三元锂电池成本较低，是 目前储能电池的主流选择。磷酸铁锂度电成本约在 0.7~.0.9 元之间；钠离子电池初始容量 投资成本相较磷酸铁锂电池更低，价差在 300~400 元/kWh 之间，其他成本参数比较接近， 整体度电成本相较于磷酸铁锂电池约减少 0.2 元。
高低温性能方面，从全球储能项目的布局来看，目前已有储能项目对于温度范围的要 求范围是-67.8℃~54.0℃，钠离子电池的出现有望低温环境刚需。以钠离子电池和磷酸铁锂 电池性能进行对照可以发现，磷酸铁锂电池可覆盖正常工作温度为-20℃~65℃，当电池在 低于-40°C 的温度下工作时，其容量将损失大部分，而且在低温下几乎不可能实现充放电 循环，但是钠离子电池的正常工作温度范围为-70℃~100℃，在零下 20℃的情况下仍能拥 有 90%以上放电保持率的低温效能，低温性能显著。从储能格局分布来看，根据不完全统 计，截止到 2021 年，全球电力储能项目累计装机约 200GW，多数已有储能布局的国家最 低温度会达到-50℃，在这种条件下，单纯以锂电池作为储能电池不再适用，在温差较大的 国家如美国、加拿大、俄罗斯等，钠离子电池的出现成为储能市场的福音。
总体来说，锂离子电池+钠离子电池的电池集成方案有望成为储能最优解。一方 面，可以进行区域适配，基于刚性需求，在工作温度范围较宽的国家和地区可以采用 钠离子电池作为首选。另一方面，在电池系统集成方面，可以通过 AB 电池解决方 案，与锂离子电池的集成混合共用，可以将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一 个电池系统里，将两种电池按一定的比例和排列进行混搭，串联，并联，集成，根据 宁德时代数据，可以实现 80%以上的系统集成效率方面。目前，华阳集团和中科海纳 共同打造的全球首套 1MWh 的钠离子电池储能系统在山西太原正式投入运营。
2.3 钠离子电池总体市场规模预测
根据铅酸电池替代，A00 级车以及新能源储能市场进行钠离子电池总体市场规模预 测，预计 2025 年钠离子电池需求总量可以达到 88GWh，2030 年钠离子电池需求可以达到 378GWh。
3 产业链全面导入，擘画钠离子电池发展蓝图
现阶段钠离子电池产业链还处于导入阶段，电池材料和电解液工艺处于发展初期，钠 离子电池产业的商业化落地还需要一定的时间。从目前的发展情况来看，在电池制作方 面，无论是传统锂电池厂商还是新兴锂电池厂商都在加大布局，新型电池厂商发展劲头迅 猛，产能铺开迅速。
整理各个企业的布局可以发现：
（1）国轩高科、蜂巢能源、亿纬锂能、欣旺达等企业处于研发和技术储备阶段。 蜂巢能源公司基于高容量层状物正极、长寿命聚阴离子正极和硬碳负极，已经实现 了 160 Wh/kg 以上能量密度，6000 次以上循环寿命的钠离子电池技术，目前已经完 成 A 样电芯样品开发。 2022 年 12 月 15 日，亿纬锂能公布第一代大圆柱钠离子电池，电芯内径为 40mm， 高度 135mm，正极采用了层状氧化物材料，负极采用硬碳，能量密度为 135 Wh/kg，循环次数达到 2500 次。
（2）派能科技、立方新能源、百川股份等公司处于小试阶段。 派能科技已于 2021 年开发出了第一代钠离子电池产品并完成小试。 立方新能源 2022 年 4 月发布新一代钠离子电池，预计 2023 年大规模量产。
（3）鹏辉能源、同兴环保、传艺科技、众钠能源、为方能源等进入中试阶段。 鹏辉能源 2021 年已做出钠离子电池样品（采用磷酸盐类钠正极和硬碳体系负 极），6 月份进入中试阶段。传艺科技钠离子电池中试线设备安装调试完成并投产，生产的钠离子电池产品相 关技术参数为：单体能量密度 150Wh/kg-160Wh/kg，循环次数不低于 4000 次。 钠离子电池项目一期产能拟于 2022 年年底前完成厂房及中试线的建设施工和产品中试，产能从 2GW 提升到 4.5GW，并于 2023 年初完成产能投产；二期初定建 设 8GW。 2022 年 10 月，众钠能源研制的首款硫酸铁钠(NFS)高比能、超长寿命软包钠离子 电池通过了对目前市售锂离子电池极具挑战的针刺实验，目前百吨级硫酸铁纳中 试产线全贯通，20GWh 电池工厂建设立项。 为方能源电芯中试线已经搭建完毕，初期拟建 2GWh 钠电池产线。
（4）宁德时代、海四达、悦纳新能源、维科技术、孚能科技处于量产布局初期，具 有明确的产能规划。 2021 年 7 月 29 日，宁德时代率先正式发布了第一代钠离子电池，常温下充电 15 分钟，电量可达 80%以上，电芯单体能量密度达到 160Wh/kg，为当时全球最高 水平，略低于磷酸铁锂电池，而其下一代钠离子电池能量密度将突破 200Wh/kg，预计 2023 年实现产业化。2022 年 12 月 9 日，宁德时代与深圳科达 利公司签订战略合作协议，双方将加强钠离子电池等技术在全球范围内的战略合 作。 2022 年 12 月 4 日，普利特公告显示，控股子公司江苏海四达电源有限公司(“海四 达”) 将使用自筹资金及银行贷款投资建设年产 1.3GWh 钠离子及锂离子电池数字 化工厂项目，项目总投资额 2.18 亿元，项目建设期为 7 个月。 2022 年 12 月 7 日，七彩化学公布投资悦钠新能源公告，表明悦纳新能源掌握钠 电池原材料加工和电芯制造技术，具有钠离子电池正极材料层状氧化物路线布 局，2023 年上半年钠离子电芯首期 0.5Gwh 生产线将快速投产。 2022 年 10 月 28 日，维科技术发布公告，将建设钠电产业化基地，初期拟建 2GWh 钠电池产线，2024 年底建成。 2022 年 12 月 5 日，孚能科技表示，公司钠离子电池产品已满足 A0 级车需 求，计划 2023 年全面进入钠电池产业化阶段，并已与多家知名两轮车企和乘用 车企开展深入合作，目标 2024 年满足 A 级车的需求。
（5）中科海纳、华阳股份以及多氟多等初创企业钠离子电池进展最快，目前已实现 产品下线。 领跑者中科海纳的全球首条 1GWh 钠离子电池生产线产品已下线，阜阳的产线计 划在明年扩产至 3~5GWh。11 月中科海纳表示，计划将钠离子电池的能量密度进 一步提升至 180—200 Wh/kg，同时将钠离子电池的寿命提高到 8000-10000 次。 多氟多已实现了大圆柱钠离子电池成品下线评测，目前正在准备扩大批次产 量，钠离子电池现有产能 1GWh，广西生产基地规划于 2025 年建成 5GWh 产 能。
综上，钠离子电池已规划产能达到 48GWh，叠加宁德时代、孚能科技等公司 2023 年明确的全面产业化规划，钠离子电池有望在 2023 年实现产能爆发。钠离子电 池的产业链包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜和集流体，目前产业链的发展还 不够成熟，正极材料和负极材料的供货尚不够稳定，随着各大企业纷纷涌入，产业链 有望拉通。根据不完全统计，钠离子正极材料累计规划年产能 82.7 万吨，负极材料累 计规划年产能 15.4 万吨，负极材料产能尚未放量。
3.1 正极材料产业发展进度
钠离子电池主流路线分为三种：层状氧化物、聚阴离子化合物以及普鲁士类化合物。 目前层状氧化物产业化进程较快，因为其能量密度高，技术转化率和成本低，更受市场青 睐，主要公司有中科海纳、立方新能源、钠创新能源等。普鲁士蓝（白）化合物能量密度 高，合成温度低，由宁德时代主推。聚阴离子化合物长期循环稳定性高但能量密度低，主 要公司有鹏辉能源、众钠能源等。总体来说，三条路线各有优劣，多数电池厂商如当升科 技、容百科技以及众钠能源等正大力布局层状氧化物路线且均在 2023 年进入投产阶段。目 前，华阳股份和钠创新能源走在量产前列，投产项目累计实现年产能 4.2 万吨，各公司保 守估计规划项目累计年产能 82.7 万吨。
3.2 负极材料产业发展进度
硬碳比容量高，但亟需解决前驱体供应稳定性、成本问题。当前国产 7-8 万/吨，进口 20 万/吨，碳材料成本在 1.5-4 万元/吨，通过秸秆、竹屑、稻壳等生物质材料替代，下限有 望到 1 万/吨以内。掺杂或交联沥青等软碳前驱体，降本之外更加提升原料供应稳定性和一 致性。 负极材料是钠离子电池产业化的核心难点，目前量产进度较慢，出货速度较缓。传艺 科技、华阳股份、多氟多作为早期布局的玩家，相对产能规划速度较快，其中传艺科技具 有年产 200MWh 钠离子电池相关配套的负极材料生产能力，华阳股份与中科海纳共建 2000 吨/年钠电池负极材料项目投料试生产，多氟多 2000 吨/年负极产线 2023 年投产。总 体来说，目前投产项目累计实现年产能 0.2 万吨，整体还未放量，整体规划项目累计年产 能 15.4 万吨，其中圣泉股份投产的大庆 50 万吨秸秆生物质一体化项目可提供 15 万吨生物 质碳。
3.3 电解液产业发展进度
六氟磷酸钠短期需求较小，尚无直接生产的企业，基本上用六氟磷酸锂成品再进行置 换。短期钠电解液售价 14-16 万/吨（LFP 电解液 6 万/吨），专业化配套、规模化生产后， 电解液成本将大幅下降到 5-6 万元/吨。早期核心在于与下游密切的技术交流反馈，配方对 最终成品性能影响大，提前布局的企业有先发优势，且可分享早期相对较高利润。目前主要布局的公司中传艺科技、多氟多、天赐材料、新宙邦及永太科技产业化速度最快，已经 开始规划量产，其他企业也陆续投产，相继进入中试阶段，其中传艺科技规划建设一期 5 万吨/年，二期 10 万吨钠电解液项目。
3.4 隔膜产业发展进度
隔膜是钠离子电池的关键组件之一，但目前市场上多直接采用锂离子电池隔膜，虽然 也可应用于钠离子电池，但存在保液能力差，钠离子传输速度慢等缺陷。一方面，直接使 用锂离子电池隔膜会影响电池的循环性能，另一方面，电池具有较高的界面电阻，从而使 负极表面容易产生钠枝晶，钠枝晶的生长会刺穿隔膜造成钠离子电池短路，影响钠离子电 池的安全性能。恩捷股份成功开发出“三明治”结构的钠离子电池专用功能隔膜，填补了 市场空白。该隔膜由“基膜+无机功能层+有机功能层”组成，有效提升循环寿命 20%，降 低内阻 10%，提升倍率性能 15%，抑制钠枝晶形成，改善电荷分布，提高电池安全性。山 东章鼓参股的喀什安德生产的钠离子电池正在进行量产的过程中,生产从电极制造开始一直 到电池组产品全过程,量产产品经过客户及第三方检测机构认证后,计划产量 10GWH/年。
3.5 集流体产业发展进度
钠离子不与铝发生反应，因此可以使用铝作为集流体材料，目前，主要布局钠离子集 流体材料的企业是南山铝业、天山铝业、万顺新材、鼎盛新材和安徽中基。其中，安徽中 基与宁德时代签订购买动力电池铝箔协议。南山铝业和万顺新材已具备供货钠离子电池的 技术能力，鼎盛新材根据客户要求开发适应不同厂商的钠离子电池用涂碳铝箔。天山铝业 布局领先，公司在新疆石河子生产基地就地利用铝液配套布局 30 万吨电池铝箔坯料项目和 在江阴布局的一期 20 万吨动力电池铝箔生产线及 2 万吨电池铝箔技改项目，目前项目建设 正在有序进行中，产品主要应用于锂电池正极集流体及钠电池正负极。
来源：未来智库
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