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伴隨我國新能源汽車的快速發展和雙碳戰略的逐步落地，電池技術的創新和變革一直是能源領域熱點話題。最近一年來，國內資本市場鈉離子電池相關板塊熱度持續高漲，龍頭企業動作頻頻，2022年9月30日，華陽股份和中科海納聯合打造的全球首批量產1GWh鈉離子電芯的生產線正式投運，標志著鈉離子電池大規模產業化正式來臨。鈉離子電池究竟是什么，與鋰離子電池區別在哪里，又有何魅力引得各大企業重點投入，本文將帶你進入鈉離子電池的世界一探究竟。

01:鈉電池是什么？

鈉離子電池是一種二次電池（充電電池），其結構和工作原理與鋰離子電池相似，結構上主要由正極、負極、集流體、電解液和隔膜等部件組成，充電時鈉離子從正極脫出，通過電解液嵌入到負極，放電的時候正好相反，以此循環往復實現充放電。鑒于鈉與鋰的物理化學性質差異，鈉離子電池的正極、集流體等材料與鋰離子電池差異較大，負極和電解液、隔膜等材料與鋰離子電池較為相似。

鈉離子電池的綜合性能特點決定了其在兩輪電動車、低速電動車、儲能等場景中具有較好的應用前景。據東吳證券預測，鈉離子電池需求在2025年超過64GWh，2030年接近300GWh。當前，鈉離子電池產業化還面臨若干問題，主要是能量密度偏低，關鍵正極材料有待繼續攻關，提升安全性的負極材料和電解質有待進一步優化，產業配套體系不完備，不利于大規模的市場推廣和成本降低。

表3 鈉離子電池需求規模預測

03：鈉離子電池產業鏈全景剖析

鈉離子電池產業鏈結構與鋰電池類似，包括上游原材料，中游集成制造和下游應用。

圖1 鈉離子電池產業鏈

鈉離子電池上游主要是原材料，包括錳基化合物、氟基化合物、碳基材料、鈉鹽材料、鈦基材料等基礎材料組成，上游原材料企業主要包括攀鋼釩鈦、河鋼股份、南山鋁業、湘潭電化等。

鈉離子電池中游主要包括四大主要部件，正極材料、負極材料、電解液和非活性材料（隔膜和集流體等）。正極材料目前主要有層狀過渡氧化物、普魯士藍/白、聚陰離子化合物三種技術路線，其中過渡氧化物主要優勢在于合成方便，結構簡單，容易產業化，比容量和工作電位（3.4V）較高，不足在于存在相變，循環穩定性較差，部分層狀金屬氧化物耐水性不佳。普魯士藍/白主要優勢是比容量高，成本較低，劣勢在于產業化難度較高，結晶水難以除去，循環穩定和熱穩定性有待提高。聚陰離子化合物優點在于電壓平臺高（3.6V），框架結構穩定，具有良好的熱穩定性、安全性和循環性，不足在于理論比容量較低（120mAh/g左右），導電性不佳,成本較高。

表4 三種正極材料比較

負極材料：鈉離子電池負極材料需具備若干特性，如嵌入鈉離子的能力高、體積變形小、擴散通道好、化學穩定性好，當前研究的主要熱點方向包括碳基材料、鈦基材料和硫基化合物額材料等，企業研發生產的鈉離子電池以碳基材料為主，包括硬碳和軟碳及軟硬碳結合三條路線。硬碳負極材料的特征是表面有較多微孔，每一層排列不規則，便于鈉離子快速嵌入和擴充，硬碳路線有助于做高電池能量密度；軟碳路線加工工藝成本比硬碳低，但是相對硬碳路線容量偏低，能量密度低。布局企業包括：貝瑞特、彬彬股份、佰思格、華陽股份等。

表5 負極材料主要技術路線

電解液：電解液和鋰離子電池相似，由溶質、溶劑、添加劑組成，主要的差別在溶質上。目前溶質主要是六氟磷酸鈉，對比鋰電池的六氟磷酸鋰，導電率提升20%。從液態來分，鈉離子電池電解質主要分為液體電解質、固液復合電解質和固體電解質三大類，由于液體電解質流動性更好，有利于鈉離子的快速遷移，其電導率高于固體電解質。

表6 電解液企業布局

隔膜：隔膜是離子運動的通道，隔離鈉離子電池的正負極，防止電池短路，鈉離子電池隔膜可以與鋰電池通用，主要隔膜材料有聚烯烴復合隔膜、含氟聚合物隔膜、復合型隔膜等。我國的隔膜產業發展較為成熟，是第四大隔膜生產國，細分市場具有較強國際競爭力。龍頭企業包括恩捷股份、星源材質、中材科技等。

集流體：鈉離子電池正負極集流體均可以用鋁箔，與鋰離子電池鋁箔相同，產業化配套較為成熟。

下游：主要包括鈉離子電池集成制造企業及應用領域。最近兩年鈉離子集成制造企業研發投入及產業化布局異常活躍，這些企業大致可以分為兩類，一類是以寧德時代為首的鋰電池集成制造企業，利用自身的研發人員儲備、產線工藝和優質客戶資源，可以快速切換搶占鈉電市場。另一類是以中科海鈉為首的專注于鈉離子電池研發的新銳企業，其專利理論及研發能力強勁，涉及電池、正負極、電解液、隔膜等全領域，量產走在世界前列，具備先行開拓市場潛力。長期來看兩類企業將呈現錯位競爭關系，而非完全替代。

04：產業投融資情況

據相關統計數據顯示，鈉離子電池創業項目在2020年開始被市場重視，大量布局鈉離子電池業務的企業也是在2020年前后獲得融資。鈉離子電池作為重技術、重研發和重生產的行業，企業發展所需金額較大，融資金額都是過億元甚至上百億元，融資企業主要是鈉離子電池關鍵技術和主要原材料及集成生產制造企業，投資方除了各類基金和投資機構，還包括新能源汽車產業鏈企業，資本的助力必將加速鈉離子電池產業化步伐。

表8 近兩年主要融資事件

05：產業發展趨勢

一是產業化落地加速，規模化蓄勢待發。得益于鈉電池技術進步、潛在成本優勢及產線切換的便利性，國內數十家企業正在為實現鈉電池的產業化做充分的準備和沖刺，鈉離子電池產業規模化蓄勢待發。當前各企業之間還未形成明顯的階梯，處于初級競爭階段，競爭格局不明朗。2022年是鈉離子電池規模化生產元年，預計2025年市場規模突破64GWh。

二是技術路線逐步優化，最優路線仍未確定。當前各大傳統鋰電池廠商和新銳創業公司在鈉離子電池技術方面采用的路線較為多元，包括層狀氧化物、普魯士藍/白、聚陰離子正極材料，硬碳、軟碳負極材料等均有探索，最終技術路線還未定型，隨著新材料的發現和材料性能的突破，如正負極材料優化選擇、適配電解液體系開發、負極儲鈉機理和反應調控機制研究、電池循環穩定性提高、鋰鈉混搭電池包結構創新等，未來技術路線還存在一定變數，存在多條技術路線并跑、差異化發展的可能性。

三是細分領域應用有望實現多點突破。由于鈉離子電池具有資源豐富、低成本、高安全等優點，預計率先在儲能、電動兩輪車和A00級別電動車等對能量密度敏感度低的領域推廣應用。長期來看，鈉離子電池與鋰離子電池形成競爭和互補關系，在低速電動兩輪車、部分儲能、工程機械、基站通信備用電源等領域主要是互補，而在中低端動力電池方面存在競爭，鈉離子電池產業及相關企業將迎來巨大的發展投資機遇。