钠离子电池风口渐起

包括磷酸铁锂和三元锂在内的锂离子电池产业在2022年迎来了一轮显著增长。这是基于世界各地可持续发展绿色转型的迫切需求以及行业技术达到足够成熟两大主因的直接结果。

当我们在谈论锂离子产业的时候，必然会紧密关注到上游原材料碳酸锂对这个行业的极大影响。

以新能源汽车核心零件动力电池为例，据各机构普遍的分析数据，一般动力电池占据整车总成本的40%至60%，而碳酸锂在动力电池总成本中占比约10%至15%。

去年11月，电池级碳酸锂价格一度狂飙到60万元/吨历史最高位置。截至4月6日，碳酸锂均价报22.8万元/吨，虽然距离去年最高点已跌去近三分之二，但依然处于历史高位。

高企的价格让动力电池生产商以及更下游的储能和汽车等新能源企业苦不堪言，这背后除了体现需求快速提升所导致的供需关系之外，也和世界锂矿的稀缺性和分布有关。

当前世界锂矿的分布非常不均衡。2021年，全球已探明的锂资源量达到8900万金属吨。全球锂资源主要集中在南美洲的玻利维亚、智利、阿根廷三国，合计占比约56%；美国储量占世界大约10.2%，排在第四；澳洲占大约8.2%，排在第五。

我国的锂资源探明储量约占全球的7.1%，排名第六。然而我国锂矿资源很多都是分布在高原、盐湖等位置，开采成本和难度相对澳洲等国大量储藏的矿石锂要高不少。

在这样的大背景下，钠离子电池的研发和产业化逐渐成为行业中的焦点。

什么是钠离子电池？

钠离子电池和锂离子电池的工作原理非常相似。利用钠离子作为电荷载体，在充放电时在正负级材料反复地嵌入、脱出来发生可逆的氧化还原反应，从而实现化学能与电能之间的转换。

组成钠离子电池的主要构件为正极、负极、电解液、隔膜和集流体，这和锂电池也很相似。但两者有个重大的不同点，钠在地球的储藏量远远多于锂，地壳中含有2.27%的钠，是地壳中第五大储量最丰富的金属，仅次于铝、铁、钙和镁，而锂的储量不足千分之一。

正极是钠离子电池成本中占比最高的材料，而用于正极的主要原料是碳酸钠。据相关行业的上市公司三月底在投资者互动平台上的披露，目前碳酸钠的价格约为3000元一吨，这与动辄几十万一吨的碳酸锂相比成本优势异常明显。

据中新社报道，目前柴达木盆地已探明钠盐3216.17亿吨，居全国首位。相比我国目前80%以上的锂原料依赖进口，我国钠资源的储量大、分布广泛、成本低廉，且提炼简单，可用于支撑大规模储能技术可持续发展。

此外，据财信证券研报，钠离子电池正负极集流体均可以采用成本较低的铝箔而不是锂电池负极材料通常使用的铜箔，这使得钠离子电池的集流体成本也比锂离子电池的集流体成本低60%以上。

根据中科海钠公开披露的数据显示，采用铜铁锰体系和软碳的钠离子电池材料成本较传统磷酸铁锂电池下降30%~40%，具有明显的成本优势。

另外，当前钠离子电池在低温下的容量保持率、耐过放电性能、快充性能上也要优于磷酸铁锂电池。

那么钠离子电池为何还没有像锂电池那般壮阔的产业化发展呢？

答案就在关键的性能指标上——在现行技术条件下，钠离子电池相对锂离子电池的能量密度和循环寿命还存在一定的差距。另外，整个产业链的布局还不够健全。

据华金证券研报，当前铜基氧化物/煤基碳体系的钠离子电池的能量密度要比磷酸铁锂电池低20%左右，循环寿命次数则要低约50%左右。

循环次数比较好理解，涉及到电池的使用寿命，谁都不会愿意自己所使用产品的电池很快就衰退得厉害导致无法使用了；能量密度则关系到单位体积或者质量的能效，通俗讲就是能量密度低的电池需要更大的体积以及质量来达到相同的电储存量。

电池的能量密度很大程度上决定了一辆纯电动汽车的续航能力或者一座储能设施占地面积。一般来说，提高电池的能量密度的方式要么是通过增加电池的尺寸或者电池包排列这种物理方式；要么是通过化学体系的进步来完成——这就需要在钠离子正负极材料科学上实现跨越式的发展。

以锂电池为例，要提升锂电池的能量密度，负极硅碳复合材料的比容量相对目前普遍使用的石墨负极材料优势明显，是业界公认的提升电池能量密度的跨越式技术创新方向。

当前钠离子电池的技术水准还处于初始阶段，远远没有到成熟期，很难在短期内追上锂电池的能量密度。此外，钠离子电池的正负极材料、电解液等产业链供应商体系也尚未形成规模，导致成本难以下降。

钠离子电池的未来在哪里？

综合上文，现有技术下的钠离子电池在最主要的能量密度和循环寿命两个关键性能指标上还弱于磷酸铁锂电池，这也是其在新能源车和储能等行业中尚未普及发展的最大制约因素，但即便这样，短期内钠离子电池的应用场景并不少。

首先的一个应用场景就是在两轮电动车领域。

当前两轮电动车普遍使用铅酸电池，而铅酸电池不但在使用寿命、能量密度和环保性等主要性能指标上大幅低于锂离子和钠离子电池，而且其原材料成本相对钠离子电池来说也有明显的劣势。

据中商产业研究，到2025年使用钠离子电池的两轮电动车将占到全球两轮电动车的20%，销量或达2182万辆。

其次，在纯电动汽车领域，机构普遍预测钠离子电池将可以代替磷酸铁锂电池在低续航、较廉价电动车方面的部分应用。但这还得取决于头部动力电池企业的投入热情以及研发进展。

最后，在储能领域，钠离子电池中的聚阴离子体系电池在使用寿命上具备一定的优势，或可以占据部分锂电池在储能领域的市场份额。在短期内，储能领域或将成为钠离子电池最广阔的应用场景。

据证券时报综合机构的测算，预计2025年国内钠电池需求有望达到32.9GWh，对应市场空间约203.7亿元；预计2027年国内需求有望达到137.3GWh，对应市场空间约824亿元。

尾声

据参考消息最近援引日媒的报道，过去十年，中国的科研院所以及企业在钠离子电池的相关研发上遥遥领先世界，不管是专利数还是被引用次数上都大幅领先日本和美国。

我们有理由继续看好钠离子电池风口的后续发展，尤其是其能真切地为各产业的可持续发展和人们绿色生活模式带来更多实惠。

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