钠离子电池行业发展进入新篇章，企业争相研发布局

钠离子电池工作原理与锂离子电池相似，具备性能和成本等多重优势

（一）钠离子电池工作原理与锂离子电池相似

钠离子电池（Sodium-ionbattery），是一种二次电池（充电电池），主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似，主要包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。钠电池主要通过Na+在电池正负极之间来回的脱出和嵌入来实现充放电过程。在充电时，Na+从正极材料脱出，经过电解液和隔膜嵌入到负极材料，此时，外电路中电子从负极流向正极。钠电池放电过程与充电过程相反。锂电池则是通过Li+在电池正负极之间来回的脱出和嵌入来实现上述过程，因此两者工作原理相似，均被称为“摇椅式电池”。

钠离子电池工作原理

资料来源：《钠离子电池阻燃电解液研究》（喻妍），观研天下数据中心整理

根据观研报告网发布的《中国钠离子电池行业现状深度分析与发展前景研究报告（2022-2029年）》显示，在生产工艺方面，钠离子电池生产工序主要包括极片制作（制浆-涂布-辊压-模切）和电芯的组装（卷绕/叠片、入壳、封装、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、以及配方调整。目前锂离子电池产线基本在调试之后可切换成钠离子电池产线，不需要额外设备投资。与锂离子电池类似，钠离子电池也可制成软包、圆柱、方壳形态。

钠离子电池生产工艺流程

资料来源：中科院物理所，观研天下数据中心整理

（二）钠离子电池具有性能和成本上的优势

目前根据最新的研究结果发现了钠离子电池的诸多优势。比如，在资源方面，钠资源储备丰富，正极上游材料价格低廉且稳定相比锂资源，钠资源非常丰富，地壳中钠是锂的423倍。钠资源更高的丰度保证了正极材料上游原材料价格的低廉。目前碳酸钠价格在0.3万元/吨左右，显著低于目前的碳酸锂的价格（50万元/吨左右）。

钠离子电池具备更优的安全性、放电性和工作温度区间。钠电池在放电的时候可以放电到0伏，不存在锂电池同情况下面临的安全问题；同浓度的钠盐电解液比锂盐电解液离子导电率更高，这决定了钠离子电池具有更优秀的快充性能；钠离子电池低温性能更优异，在-20℃低温环境中，也拥有88%以上的放电保持率。

钠离子电池能量密度指标已具备经济性。中科海纳、宁德时代等龙头研发的钠离子电池能量密度已经达到140-160Wh/kg水平。相较而言，磷酸铁锂电芯单体的能量密度在180Wh/kg左右。钠离子电池的能量密度接近磷酸铁锂水平，在对质量和能量密度不十分敏感的储能、低速车、两轮车等领域已经能够满足要求。

另外，钠离子电池正负极集流体均可使用价格便宜的铝箔相较于锂元素，钠离子和铝在低电位下不易发生合金化反应。这使得钠离子电池的负极集流体可替换为成本更具有优势的铝箔。因此，在成本上，钠离子电池相对锂离子电池更具优势。此外，钠离子的摩尔离子电导率更高，充电效率更高，因此钠离子电池具备更好的倍率性能，能够适应响应型储能和大规模供电的需求。

二、钠离子电池研究提速，行业发展进入新篇章

从锂离子电池的发展历程来看，钠离子电池的研究可以追溯到20世纪70年代，甚至早于锂离子电池的研究。虽然在1991年后锂离子电池的成功商业化吸引了大多数科学家的注意力，但钠离子电池的发展却从未停止，近10年来钠离子电池的相关研究更是迎来了井喷式增长。根据钠离子电池的发展特征，其发展历程大致可分为三个阶段：

第一阶段为1967-2010年，处于实验室研发阶段。钠电池与锂电池在研发初始阶段近乎同步。但相较于锂电池，钠电池由于钠元素本身的性能导致其能量密度较低，且其正负极材料研发进度慢于锂电池。因此锂电池率先于1991年进入商业化阶段，而钠电池也迎来了充分的技术储备期，长时间处于实验室研发阶段。

第二阶段为2011-2016年，开始出现钠电池示范产品。继2011年全球首家钠离子电池公司Faradion在英国成立后，钠离子电池公司不断涌现，钠电池示范产品逐渐进入大众视野。2015年钠离子软包电池示范，2016年小批量试制钠离子软包电池和圆柱电池。

第三阶段为2017年-至今，开始走向实用化应用阶段。2017年，国内首家钠离子电池公司中科海钠成立，同年国内实现了首辆钠离子电动自行车示范。2019年国内首座100kWh钠离子电池储能电站示范。2021年宁德时代发布第一代钠离子电池，同年全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统正式投入运行。在不断探索中，钠离子电池的应用场景和发展思路逐步清晰明了，开启实用化应用的新篇章。

钠离子电池发展历程

资料来源：观研天下数据中心整理

三、企业争相研发布局，市场群雄并起

（一）国外：多家企业布局、进展成果显著

钠离子电池受到了国内外学术界和产业界的广泛关注，其相关研究迎来了爆发式增长。目前，国内外已有多家企业正在进行钠离子电池产业化的相关布局，并取得了重要进展。

国外布局钠电池领域的企业主要集中于英国、美国、法国、日本：

英国方面，Faradion公司于2011年成立，是较早布局钠电池技术研发及产业化的企业，已取得较为显著的研发成果。Faradion公司已研发出10AhNi基层状氧化物/硬碳软包电池样品，其能量密度可达140W·h/kg，在80%DOD循环寿命预测超过1000次。

美国方面，NatronEnergy公司研发出的高倍率普鲁士蓝对称水系钠电池在2C倍率下循环寿命可达10000次，但其体积能量密度仅为50W·h/L。

法国方面，NAIADES计划团体已研发出氟磷酸钒钠/硬碳18650电池，能量密度为90W·h/kg，在1C倍率循环次数达4000次。

日本方面，2020年日本布局钠电池领域的企业主要包括日本岸田化学、日本丰田、日本松下和日本三菱化学，其中日本岸田化学布局钠电池电解质材料开发，日本丰田布局钠电池正极材料开发，日本松下布局钠电池负极材料开发，日本三菱化学则积极推动与东京理工大学在钠电池领域的合作。

国外钠离子电池产业链布局

资料来源：观研天下数据中心整理

（二）国内：初创+传统并驱，产业化爆发在即

国内初创企业及传统锂电企业持续加码布局钠电池产业链。目前国内布局钠电池领域的初创企业主要包括中科海钠、众钠能源、钠创能源等；传统锂电企业主要包括宁德时代、贝特瑞、杉杉股份、天赐材料、多氟多、翔丰华、鹏辉能源等。上述企业积极布局钠电池正极材料、负极材料、电解液以及钠电池等。

正极材料方面，据不完全统计，目前已实现钠电池正极材料销售的企业包括容百科技、振华新材，其中容百科技已接到一些批量钠电池正极材料订单；振华新材正极材料已实现吨级产出与销售。目前已投产钠电池正极材料的企业包括众钠能源、华阳股份，其中众钠能源百吨级正极材料线已经于2022年3月份投产；华阳股份2000吨/年钠电池正极材料项目已于2022年3月投产。处于送样阶段的企业包括当升科技。具有中量试生产技术的企业为厦钨新能，已完成百公斤级的钠电材料试生产工作。此外，格林美已经做好批量生产钠离子电池材料的准备，七彩化学和美联新材共同投建年产18万吨电池级普鲁士蓝（白）项目，根据2022年11月22日公告，美联新材拟向全资子公司四川美联增资4.5亿元，并以该子公司为实施主体投资100亿元建设“年产230万吨新能源及高分子材料产业化建设项目”。百合花已掌握普鲁士蓝（白）核心技术。

钠电池正极材料企业布局情况

资料来源：企业公告，观研天下数据中心整理

负极材料方面，据不完全统计，目前布局钠电池负极材料的企业主要包括华阳股份、贝特瑞、杉杉股份、翔丰华、百合花等。其中华阳股份2000吨/年钠电池负极材料项目已于2022年3月投产；贝特瑞硬碳负极材料已开发至第五代，可应用于钠电池中；杉杉股份已拥有软硬碳方面的技术积累和量产能力；翔丰华高性能硬碳负极材料正在由相关客户测试中；百合花在进行钠离子电池正负极材料的研究开发。

钠电池负极材料企业布局情况

资料来源：企业公告，观研天下数据中心整理

电解液方面，据不完全统计，目前布局钠电池电解液的企业主要包括钠创能源、天赐材料、多氟多、传艺科技等。其中钠创能源已完成5000吨电解液的生产工艺包设计，并在20余家电池制造企业进行验证；天赐材料已拥有钠电池电解液量产技术，且具备六氟磷酸钠量产能力；多氟多已具备年产千吨的六氟磷酸钠生产能力，且公司产品已实现批量生产销售；传艺科技于2022年9月8日发布公告称拟设立控股孙公司江苏传艺钠电新材料有限公司，并以其为投资主体拟

投资建设一期5万吨/年、二期10万吨/年的钠电池电解液项目。

钠电池电解液企业布局情况

资料来源：企业公告，观研天下数据中心整理

钠电池方面，据不完全统计，目前已具备GWh钠电池量产能力的企业包括中科海钠、华阳股份和多氟多，其中中科海钠1GWh钠电池生产线于2022年7月在安徽投产；华阳股份1GWh钠离子电芯生产线于同年9月投产，目前正积极推进1GWh钠离子电池PACK生产线项目，预计于2022年内投产；多氟多控股子公司焦作新能源已具备1GWh钠电池产能。目前拥有在建钠电池生产线的企业包括宁德时代和传艺科技，其中宁德时代已启动钠离子电池产业化布局，预计于2023年将形成基本产业链；传艺科技年产4.5GWh钠电池各生产设备及装置安装调试进展顺利，中试生产即将投产运行。此外，众钠能源、鹏辉能源、派能科技、维科技术均在积极布局钠电池领域。

钠电池企业入局情况

资料来源：企业公告，观研天下数据中心整理