伴随我国新能源汽车的快速发展和双碳战略的逐步落地，电池技术的创新和变革一直是能源领域热点话题。最近一年来，国内资本市场钠离子电池相关板块热度持续高涨，龙头企业动作频频，2022年9月30日，华阳股份和中科海纳联合打造的全球首批量产1GWh钠离子电芯的生产线正式投运，标志着钠离子电池大规模产业化正式来临。钠离子电池究竟是什么，与锂离子电池区别在哪里，又有何魅力引得各大企业重点投入，本文将带你进入钠离子电池的世界一探究竟。

01:钠电池是什么？

钠离子电池是一种二次电池（充电电池），其结构和工作原理与锂离子电池相似，结构上主要由正极、负极、集流体、电解液和隔膜等部件组成，充电时钠离子从正极脱出，通过电解液嵌入到负极，放电的时候正好相反，以此循环往复实现充放电。鉴于钠与锂的物理化学性质差异，钠离子电池的正极、集流体等材料与锂离子电池差异较大，负极和电解液、隔膜等材料与锂离子电池较为相似。

钠离子电池的综合性能特点决定了其在两轮电动车、低速电动车、储能等场景中具有较好的应用前景。据东吴证券预测，钠离子电池需求在2025年超过64GWh，2030年接近300GWh。当前，钠离子电池产业化还面临若干问题，主要是能量密度偏低，关键正极材料有待继续攻关，提升安全性的负极材料和电解质有待进一步优化，产业配套体系不完备，不利于大规模的市场推广和成本降低。

表3 钠离子电池需求规模预测

03：钠离子电池产业链全景剖析

钠离子电池产业链结构与锂电池类似，包括上游原材料，中游集成制造和下游应用。

图1 钠离子电池产业链

钠离子电池上游主要是原材料，包括锰基化合物、氟基化合物、碳基材料、钠盐材料、钛基材料等基础材料组成，上游原材料企业主要包括攀钢钒钛、河钢股份、南山铝业、湘潭电化等。

钠离子电池中游主要包括四大主要部件，正极材料、负极材料、电解液和非活性材料（隔膜和集流体等）。正极材料目前主要有层状过渡氧化物、普鲁士蓝/白、聚阴离子化合物三种技术路线，其中过渡氧化物主要优势在于合成方便，结构简单，容易产业化，比容量和工作电位（3.4V）较高，不足在于存在相变，循环稳定性较差，部分层状金属氧化物耐水性不佳。普鲁士蓝/白主要优势是比容量高，成本较低，劣势在于产业化难度较高，结晶水难以除去，循环稳定和热稳定性有待提高。聚阴离子化合物优点在于电压平台高（3.6V），框架结构稳定，具有良好的热稳定性、安全性和循环性，不足在于理论比容量较低（120mAh/g左右），导电性不佳,成本较高。

表4 三种正极材料比较

负极材料：钠离子电池负极材料需具备若干特性，如嵌入钠离子的能力高、体积变形小、扩散通道好、化学稳定性好，当前研究的主要热点方向包括碳基材料、钛基材料和硫基化合物额材料等，企业研发生产的钠离子电池以碳基材料为主，包括硬碳和软碳及软硬碳结合三条路线。硬碳负极材料的特征是表面有较多微孔，每一层排列不规则，便于钠离子快速嵌入和扩充，硬碳路线有助于做高电池能量密度；软碳路线加工工艺成本比硬碳低，但是相对硬碳路线容量偏低，能量密度低。布局企业包括：贝瑞特、彬彬股份、佰思格、华阳股份等。

表5 负极材料主要技术路线

电解液：电解液和锂离子电池相似，由溶质、溶剂、添加剂组成，主要的差别在溶质上。目前溶质主要是六氟磷酸钠，对比锂电池的六氟磷酸锂，导电率提升20%。从液态来分，钠离子电池电解质主要分为液体电解质、固液复合电解质和固体电解质三大类，由于液体电解质流动性更好，有利于钠离子的快速迁移，其电导率高于固体电解质。

表6 电解液企业布局

隔膜：隔膜是离子运动的通道，隔离钠离子电池的正负极，防止电池短路，钠离子电池隔膜可以与锂电池通用，主要隔膜材料有聚烯烃复合隔膜、含氟聚合物隔膜、复合型隔膜等。我国的隔膜产业发展较为成熟，是第四大隔膜生产国，细分市场具有较强国际竞争力。龙头企业包括恩捷股份、星源材质、中材科技等。

集流体：钠离子电池正负极集流体均可以用铝箔，与锂离子电池铝箔相同，产业化配套较为成熟。

下游：主要包括钠离子电池集成制造企业及应用领域。最近两年钠离子集成制造企业研发投入及产业化布局异常活跃，这些企业大致可以分为两类，一类是以宁德时代为首的锂电池集成制造企业，利用自身的研发人员储备、产线工艺和优质客户资源，可以快速切换抢占钠电市场。另一类是以中科海钠为首的专注于钠离子电池研发的新锐企业，其专利理论及研发能力强劲，涉及电池、正负极、电解液、隔膜等全领域，量产走在世界前列，具备先行开拓市场潜力。长期来看两类企业将呈现错位竞争关系，而非完全替代。

04：产业投融资情况

据相关统计数据显示，钠离子电池创业项目在2020年开始被市场重视，大量布局钠离子电池业务的企业也是在2020年前后获得融资。钠离子电池作为重技术、重研发和重生产的行业，企业发展所需金额较大，融资金额都是过亿元甚至上百亿元，融资企业主要是钠离子电池关键技术和主要原材料及集成生产制造企业，投资方除了各类基金和投资机构，还包括新能源汽车产业链企业，资本的助力必将加速钠离子电池产业化步伐。

表8 近两年主要融资事件

05：产业发展趋势

一是产业化落地加速，规模化蓄势待发。得益于钠电池技术进步、潜在成本优势及产线切换的便利性，国内数十家企业正在为实现钠电池的产业化做充分的准备和冲刺，钠离子电池产业规模化蓄势待发。当前各企业之间还未形成明显的阶梯，处于初级竞争阶段，竞争格局不明朗。2022年是钠离子电池规模化生产元年，预计2025年市场规模突破64GWh。

二是技术路线逐步优化，最优路线仍未确定。当前各大传统锂电池厂商和新锐创业公司在钠离子电池技术方面采用的路线较为多元，包括层状氧化物、普鲁士蓝/白、聚阴离子正极材料，硬碳、软碳负极材料等均有探索，最终技术路线还未定型，随着新材料的发现和材料性能的突破，如正负极材料优化选择、适配电解液体系开发、负极储钠机理和反应调控机制研究、电池循环稳定性提高、锂钠混搭电池包结构创新等，未来技术路线还存在一定变数，存在多条技术路线并跑、差异化发展的可能性。

三是细分领域应用有望实现多点突破。由于钠离子电池具有资源丰富、低成本、高安全等优点，预计率先在储能、电动两轮车和A00级别电动车等对能量密度敏感度低的领域推广应用。长期来看，钠离子电池与锂离子电池形成竞争和互补关系，在低速电动两轮车、部分储能、工程机械、基站通信备用电源等领域主要是互补，而在中低端动力电池方面存在竞争，钠离子电池产业及相关企业将迎来巨大的发展投资机遇。